- 生活中的圆周运动
- 共107题
24.如图所示,光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接,圆弧半径R=0.2 m,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×l03V/m。一不带电的绝缘小球甲从光滑斜面上的A点由静止释放,在轨道最低点C处与静止的带正电小球乙发生正碰。若碰撞过程中无机械能损失,乙球恰好能通过圆弧轨道最高点D。已知甲、乙两球的质量均为m=l.0×10-2kg,乙球所带电荷量q=2.0×10-5 C,g取10 m/s2。(甲,乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)。求:
(1)发生碰撞前,小球乙在C点对轨道的压力。
(2)A点距离C点的竖直高度h。
正确答案
解析
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知识点
20.如图所示,一滑板爱好者总质量(包括装备)为50kg,从以O为圆心,半径为R=1.6m光滑圆弧轨道的A点()由静止开始下滑,到达轨道最低点B后(OB在同一竖直线上),滑板爱好者沿水平切线飞出,并恰好从C点以平行斜面方向的速度进入倾角为37°的斜面,若滑板与斜面的动摩擦因素为μ=0.5,斜面长S=6 m,(
)求:
(1)滑板爱好者在B、C间运动的时间;
(2)滑板爱好者到达斜面底端时的速度大小。
正确答案
解析
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知识点
21.如图所示的轨道由L=4.Om的水平直轨道AB和半圆竖直轨道BC组成,已知车 与AB的动摩擦因数u=0.1, BC光滑且半径可调。有一绝缘玩具汽车上表面固定一个 带电量q=5.0x10-3C物块,总质量m = 0.5kg,最初车静止在平直轨道A点,通电后 玩具汽车以恒定功率P=11W行驶,通电1.Os自动断电,车能以某一速度从B点进入半 圆轨道内侧。(车可看成质点,整个运动过程物块带电量不变,g取10m/s2)问:
(1) 车到达B点时的速度大小是多少?
(2) 若车能通过半圆轨道最高点C,则轨道半径最大值Rm是多少?
(3) 现在整个轨道所处空间加一竖直向下的匀强 电场,轨道半径调整为R = 0.975m,要使 车不离开轨道,所加的电场强度最小值E是多少?
正确答案
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知识点
23. 如图所示,一位同学正在进行滑板运动.图中ABD是同一水平路面,BC是一段R = 6.4m的圆弧路面,圆弧的最髙点C与它的圆心O在同一竖直线上,C点比水平路面AB髙出h = 1.25m,该同学自A点由静止开始运动,在到达B点前,他在AB路段单腿用力蹬地,冲上圆弧路 段,到达C、点时滑板对支持面的压力为450N.然后,从C点水平拋出,其落地点与C点的水平距离 ,2m.如果该同学和滑板可视为一个质点,不计滑板与各路段之间的摩擦力以及经过B点时的能 量损失,重力加速度g = 10m/s2.那么,求:
(1) 该同学和滑板一起在C点时的加速度大小;
(2)该同学在AB段所做的功.
正确答案
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知识点
24.如图所示,粗糙的斜面下端与光滑的圆弧轨道
相切于
,整个装置竖直放置,
是最低点,圆心角
,
与圆心
等高.圆弧轨道半径
0.5 m,斜面长
。现有一个质量
0.1 kg的小物体
从斜面
上端
点无初速下滑,物体
与斜面
之间的动摩擦因数为
。求:
(1)物体第一次通过
点时的速度大小和对
点处轨道的压力各为多大?
(2)物体第一次离开
点后在空中做竖直上抛运动,不计空气阻力,则最高点
和
点之间的高度差为多大?
(3)物体从空中又返回到圆轨道和斜面.多次反复,在整个运动过程中,物体
对
点处轨道的最小压力为多大?
正确答案
(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理:
经点时
根据牛顿第二定律,对
点的压力
(2)从到
机械能守恒
与
间高度差
(3)物体最后在
与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经
点压力最小,由
到
根据机械能守恒
根据牛顿第三定律 压力
解析
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知识点
21.如图所示,空间中分布着方向竖直向上的匀强电场E,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一带正电的小球能在其间运动,小球所受的电场力大小为其重力的一半。今在最低点B与最高点A各放一个压力传感器,测试该带电小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来。当这两个半圆轨道距离变化时,测得A、B两点压力大小的差值FN 与距离 x 的关系图像如图所示。(不计空气阻力,g取10 m/s2)求:
(1)写出小球在A、B两点时的速度vA、vB之间的关系式(用半圆轨道的半径R、两个半圆轨道间的距离 x 及重力加速度g表示);(2)小球的质量m(3)半圆轨道的半径R。
正确答案
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知识点
20.如图所示,竖直平面内有四分之一圆弧轨道固定在水平桌面上,圆心为O点。一小滑块自圆弧轨道A处由静止开始自由滑下,在B点沿水平方向飞出,落到水平地面C点。已知小滑块的质量为m=1.0kg,C点与B点的水平距离为1m,B点高度为1.25m,圆弧轨道半径R=1m,g取10m/s2。求小滑块:
(1)从B点飞出时的速度大小及在B点时对圆弧轨道 的压力大小;
(2)沿圆弧轨道下滑过程中克服摩擦力所做的功。
正确答案
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知识点
24.如图所示,在竖直平面内有一半径= 5m的四分之一粗糙圆弧轨道与一倾角为。的斜面相连,现有一质量m=0.9kg的小球(可视为质点),从圆弧轨道项端A点由静止滑下,至轨道底端B点时水平飞出,最后刚好落到斜面底端c处,己知斜面顶端至地面高h =5m,取
,
。求:
(1)小球对圆弧轨道底端B点的压力:
(2)小球从圆弧轨道顶端A点滑到底端B点过程中克服摩擦力做的功。
正确答案
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知识点
21.如图10所示是一个设计“过山车”的试验装置的原理示意图,光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接,圆形轨道半径为R。一个质量为m的小车(可视为质点)在A点由静止释放沿斜面滑下,当它第一次经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力为其重力的7倍,小车恰能完成圆周运动并第二次经过最低点沿水平轨道向右运动。已知重力加速度为g。
(1)求A点距水平面的高度h;
(2)假设小车在竖直圆轨道左、右半圆轨道部分克服摩擦阻力做的功相等,求小车第二次经过竖直圆轨道最低点时的速度大小。
正确答案
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知识点
27.如下图所示,让摆球从图中的C位置由静止开始摆下,摆到最低点D处,摆线刚好被拉断,小球在粗糙的水平面上由D点向右做匀减速运动,到达小孔A进入半径R=0.3m的竖直放置的光滑圆弧轨道,当摆球进入圆轨道立即关闭A孔.已知摆线长L=2m,θ=60°,小球质量为m=0.5kg,D点与小孔A的水平距离s=2m,g取10m/s2.试求:
(1)求摆线能承受的最大拉力为多大?
(2)要使摆球能进入圆轨道并且能够到达最高点,求粗糙水平面摩擦因数μ的范围.
正确答案
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