)如图所示,一个为
3圆弧形光滑细圆管轨道ABC,放置在竖直平面内.轨道半径4
R在A点与水半地面AD相接,地面与圆心O等高,MN是放在水平地面上长为3R厚度不计的垫子,左端M正好位于A点将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放,不考虑空气阻力.(1若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端,则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何?(2)欲使小球能通过C点落到垫子上,小球离A点的高度H应是多少?
参考答案
题号答案DCBDDBBACADBBA131415161718192021
341①C(3分)②20(3分)(2)(12分)①交流(1分)。②应该撤去沙桶(2分)③049或050(4分)④10kg(3分)平衡摩擦力时斜面的倾角太小或者平衡摩擦力不够;分)(235解:(1)货物箱在传送带上做匀加速运动过程,根据牛顿第二定律有μmgma(2分)解得aμg(1分)由运动学公式v22as(2分)
SL2(2分)所以货物箱在传送带上先加速后匀速
fT1sv2Lv(1分)T2L2VL2V(1分)TT1T23L2V(2分)
(2)由动能定理得
w
12mv2
(3分)
3根据对称性货物再次经过传送带加速会速度v2V(1分)
由机械能守恒定律可得mgh
12mv2(2分)2
h
v22g
(1分)
36解:(1)小球离开C点做平抛运动,落到M点时水平位移为R,竖直下落高度为R,根据平抛运动规律可得:
R12gt2
(1分)
2Rg
运动时间t
(1分)
从C点射出的速度为
v1RtgR2
(2分)
设小球以v1经过C点受到管子对它的作用力为N,由向心力公式可得
mgNmNmgmv12Rv12mg,R212
(2分)(1分)
由牛顿第三定律知,小球对管子作用力大小为mg,方向竖直向下.(1分)(2)小球落到M点时,对应小球下降的最小高度为H1,根据机械能守恒定律可得(2分)(1分)
f小球下降的高度最高时,小球运动的水平位移为4R,打到N点.设能够落到N点的水平速度为v2,根据平抛运动规律可得:
v24R8gRt
(2分)
设小球下降的最大高度为H2,根据机械能守恒定律可得(2分)
(1分)
故H的高度应为
(2分)
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