分析 (1)小球做平拋運動,根據機械能守恒定律列式求解,運用運動的分解法求解速度的偏轉角度;
(2)先根據功能關系列式求解C點的速度,在C點,支持力和重力的合力提供向心力,根據牛頓第二定律列式求解;
(3)根據能量守恒列出能量等式解決問題.由于p點的位置不確定,要考慮物塊可能的滑過的路程.
解答 解:(1)小物塊由A運動到B的過程中做平拋運動,機械能守恒,故:
Ep=12mv02,
代入數據得:v0=2m/s,
Ep+mg(h1-h2)=12mvB2,
代入數據得:vB=4m/s,
根據平拋運動規(guī)律有:
cosθ=v0vB=24=12,
故θ=60°;
(2)根據圖中幾何關系可知:
h2=R(1-cos∠BOC),
代入數據解得:R=1.2m,
根據能的轉化與守恒可知:
Ep+mgh1=12mvC2,
解得:vC=2√7m/s,
對小球在圓弧軌道C點應用牛頓運動定律:
Nc-mg=mvC2R,
解得:Nc=10+281.2=33.3N.
(3)依據題意知:
①μ的最大值對應的是物塊撞墻前瞬間的速度趨于零,根據能量關系有:
mgh1+Ep>μmgL
代入數據解得:μ<12,
②對于μ的最小值求解,首先應判斷物塊第一次碰墻后反彈,能否沿圓軌道滑離B點,設物塊碰前在D處的速度為v2,由能量關系有:
mgh1+Ep=μmgL+12mv22,
第一次碰墻后返回至C處的動能為:
EkC=18mv22-μmgL,
可知即使μ=0,有:
12mv22=14J,
18mv22=3.5J<mgh2=6J,小物塊不可能返滑至B點
故μ的最小值對應著物塊撞后回到圓軌道最高某處,又下滑經C恰好至D點停止,因此有:
18mv22≤2μmgL
聯(lián)立解得:μ≥118.
綜上可知滿足題目條件的動摩擦因數μ值:118≤μ<12.
答:(1)小物塊運動到B的瞬時速度vB大小為4m/s,與水平方向夾角θ為60°;
(2)小物塊在圓弧軌道BC上滑到C時對軌道壓力Nc大小為33.3N;
(3)小物塊與軌道CD之間的動摩擦因數μ應該滿足的條件為118≤μ<12.
點評 做物理問題應該先清楚研究對象的運動過程,根據運動性質利用物理規(guī)律解決問題;關于能量守恒的應用,要清楚物體運動過程中能量的轉化.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | v0越大,v越大 | B. | v0越小,v越大 | ||
C. | 子彈質量越大,v越大 | D. | 木塊質量越小,v越大 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 粒子帶負電 | |
B. | 粒子的電勢能不斷減少 | |
C. | 粒子的動能不斷減少 | |
D. | 粒子在M點的加速度小于在N點的加速度 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A、B間無摩擦力 | |
B. | A、B間有摩擦力,且A對B的摩擦力對B做正功 | |
C. | B與斜面間的動摩擦因數μ>tanα | |
D. | B對斜面的摩擦力方向沿斜面向上 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | A、B兩球間的彈力逐漸減小 | B. | B球對擋板的壓力逐漸減小 | ||
C. | B球對斜面的壓力逐漸增大 | D. | A球對斜面的壓力逐漸增大 |
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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. | A、B反彈過程中,在P處物塊B與A相分離 | |
B. | A、B反彈過程中,在P處物塊B與A仍未分離 | |
C. | B可能回到Q處 | |
D. | B不可能回到Q處 |
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