分析 (1)物塊過B點后做勻變速運動,將其位移與時間的關(guān)系為s=6t-2t2與勻變速直線運動的位移時間公式進行對比,得到初速度和加速度,根據(jù)牛頓第二定律求解動摩擦因數(shù);
(2)物塊離開D點做平拋運動,由P點沿圓軌道切線落入圓軌道,由機械能守恒定律求出最低點的速度,由向心力公式求對軌道的壓力;
(3)物塊在內(nèi)軌道做圓周運動,在最高點有臨界速度,根據(jù)機械能守恒定律,求出M點的速度,與臨界速度進行比較結(jié)合動能定理,求克服摩擦力做功.
解答 解:(1)m過B點后遵從s=6t-2t2(m)
所以知:vB=6m/s,a=-4m/s2
由牛頓第二定律:μmg=ma,解得μ=0.4
(2)物塊豎直方向的分運動為自由落體運動,
P點速度在豎直方向的分量vy=$\sqrt{2gh}$=4$\sqrt{3}$m/s
P點速度在水平方向的分量vx=vytan30°=4m/s
解得離開D點的速度為vD=4m/s
由機械能守恒定律,有$\frac{1}{2}$mvN2=$\frac{1}{2}$mvD2+mg(h+R-Rcosθ)
得vN2=74m2/s2
根據(jù)牛頓第二定律,有FN′-mg=m$\frac{{{v}_{N}}^{2}}{R}$
解得FN′=16.8N
根據(jù)牛頓第三定律,F(xiàn)N=FN′=16.8N,方向豎直向下.
(3)物塊剛好能到達M點,有mg=m$\frac{{{v}_{M}}^{2}}{R}$
解得vM=$\sqrt{gR}$=$\sqrt{10}$m/s
物塊到達P點的速度vP=$\sqrt{V_D^2+V_y^2}$=8m/s
從P到M點應(yīng)用動能定理,有-mgR(1+cosθ)-WPNM=$\frac{1}{2}$mvM2-$\frac{1}{2}$mvP2
解得WPNM=2.4J
從B到D點應(yīng)用動能定理,
有-WBD=$\frac{1}{2}$mvD2-$\frac{1}{2}$mvB2
解得WBD=2J
物塊從B點到M點的運動過程中克服摩擦力所做的功為:
W=4J+2J=4.4J
答:(1)物塊m過B點時的瞬時速度vB為6m/s,桌面間的動摩擦因數(shù)為0.4;
(2)若軌道MNP光滑,物塊經(jīng)過軌道最低點N時對軌道的壓力FN大小為16.8N,方向豎直向下;
(3)若物塊剛好能到達軌道最高點M,物塊從B點到M點的運動過程中克服摩擦力所做的功W為4.4J.
點評 該題涉及到多個運動過程,關(guān)鍵要掌握每個遵循的物理規(guī)律,如機械能守恒定律、平拋運動基本公式、圓周運動向心力公式,還要把握住物塊到達最高點的臨界條件:重力提供向心力,求得臨界速度.
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | △Φ1>△Φ2 | B. | △Φ1=△Φ2 | C. | △Φ1<△Φ2 | D. | 無法確定 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 物體的動能增加了2J | B. | 物體的重力勢能增加了10J | ||
C. | 物體的動能增加了10J | D. | 手對物體做的功為2J |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 變壓器輸入電壓的瞬時值是u=Usin2πnt | |
B. | 變壓器輸入電壓的瞬時值是u=$\sqrt{2}$Usin2πnt | |
C. | 電流表的示數(shù)是$\frac{U_0^2}{RU}$ | |
D. | 電流表的示數(shù)是$\frac{U}{R}$ |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | α粒子散射實驗 | B. | 陰極射線實驗 | ||
C. | α粒子轟擊鈹核實驗 | D. | α粒子轟擊氮核實驗 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 由B到C,滑塊一直做減速運動 | |
B. | 由A到C,滑塊的機械能守恒 | |
C. | 由B到C,彈性勢能和滑塊動能之和逐漸增大 | |
D. | 在C處,滑塊的合外力為零 |
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