内容发布更新时间 : 2024/12/27 5:58:37星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
实用标准文案
v0沿轨道向右运动,当运动到P点正下方B点时速度为v.已知点电荷产生的电场在A点的电势为φ(取无穷远处电势为零),PA连线与水平轨道的夹角为60°,试求:
(1)物块在A点时受到的轨道的支持力大小. (2)点电荷+Q产生的电场在B点的电势大小. 【答案】(1) FN?mg+【解析】 试题分析:
m2233kQq?=(v0-v)+? (2)B8h22qFN
F库
G
)
根
据
受
力
分
析
则
(1
FN?mg?F库sin600即
FN?mg?kQq33kQqsin600?mg+ 2h8h2()0sin60(2)根据动能定理则WAB?W1212m22-v)+? mv?mv0,且Uab?ab,因此?B=(v0q2q22考点:受力分析、动能定理、电场力做功
点评:此类题型解题过程并不复杂,主要是对题目信息的提取是关键。通过动能定理比较容易得到结果
66.如图所示,绝缘光滑水平轨道AB的B端与处于竖直平面内的四分之一圆弧形粗糙绝缘轨道BC平滑连接.圆弧的半径R=0.40 m. 在轨道所在空间存在水平向右的匀强
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电场,电场强度E=1.0×10 N/C.现有一质量m=0.10 kg的带电体(可视为质点)放在水平轨道上与B端距离s=1.0 m的位置,由于受到电场力的作用带电体由静止开始运动,当运动到圆弧形轨道的C端时,速度恰好为零.已知带电体所带电荷量q=8.0×-52
10C,取g=10 m/s,求:
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(1)带电体在水平轨道上运动的加速度大小及运动到B端时的速度大小; (2)带电体运动到圆弧形轨道的B端时对圆弧轨道的压力大小;
(3)带电体沿圆弧形轨道从B端运动到C端的过程中,摩擦力做的功.
2
【答案】(1)8.0 m/s;4.0 m/s.(2)5.0 N.(3)-0.72 J. 【解析】
试题分析:(1)设带电体在水平轨道上运动的加速度大小为a,
2
根据牛顿第二定律qE=ma 解得a=qE/ m=8.0 m/s 设带电体运动到B端的速度大小为vB,则vB=2as, 解得vB=2as=4.0 m/s. (2)设带电体运动到圆弧形轨道B端时受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律
2vB2FN-mg=m
RvB2解得 FN=mg+m=5.0 N
R根据牛顿第三定律可知,带电体对圆弧轨道B端的压力大小FN′=FN=5.0 N. (3)设带电体沿圆弧形轨道运动过程中摩擦力所做的功为W摩,根据动能定理得 W电+W摩-mgR=0-
12mvB 2因电场力做功与路径无关,所以带电体沿圆弧形轨道运动过程中,电场力所做的功 W电=qER=0.32 J,
联立解得 W摩=-0.72 J. (另解:全过程用动能定理:qE(s?R)?mgR?Wf??Ek?0 可得Wf??0.72J 考点:牛顿第二定律及动能定理; 67.如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成,AB和BCD相切于B点,CD连线是圆轨道竖直方向的直径(C、D为圆轨道的最低点和最高点),已知?BOC?30。可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F,并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象,取g?10m/s。求:
2o试卷第42页,总63页
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(1)滑块的质量和圆轨道的半径;
(2)是否存在某个H值,使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的点。若存在,请求出H值;若不存在,请说明理由。 【答案】(1)m?0.1kg,R?0.2m (2)H?0.6m 【解析】
试题分析:(1)小滑块从A到D的过程,由动能定理得:mg(H?2R)?2vD在D点由牛顿第二定律有:F?mg?m
R12mvD 2解得:F?2mg(H?2R)?mg
R取点(0.50m,0)和(1.00m,5.0N)代入上式得:m?0.1kg,R?0.2m。
(2)假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点(如下图所示)
设在D点速度为v1,有:OE?R12,?vtR?gt ,得到:v1?2m/s。 1sin30o22v2当滑块在D点时,轨道对其压力为0有最小速度v2,有:mg?m,得:
Rv2?gR?2m/s
由于v1?v2,所以H存在,从A到D的过程,由动能定理得:mg(H?2R)?12mv1 2解得:H?0.6m
考点:本题考查了动能定理、圆周运动、平抛运动。 68.如图所示,一位质量m=60 kg,参加“挑战极限运动”的业余选手,要越过一宽为s = 2.5 m的水沟后跃上高为h=2.0 m的平台。他采用的方法是:手握一根长L=3.25 m的轻质弹性杆一端,从A点由静止开始加速助跑,至B点时杆另一端抵在O点的阻挡物上,接着杆发生形变,同时人蹬地后被弹起,到达最高点时杆处于竖直状态,人的重心在杆的顶端,此刻人放开杆水平飞出并趴落到平台上,运动过程中空气阻力可忽略不计。
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(g取10m/s)求:
(1)人要最终到达平台,在最高点飞出时刻的速度?应至少多大?
(2) 设人到达B点时速度?B=8 m/s ,人受的阻力为体重的0.1倍,助跑距离sAB=16 m ,则人在该过程中做的功为多少?
(3)设人跑动过程中重心离地高度H=0. 8 m,在(1)、(2)两问的条件下,人要越过一宽为s = 2.5 m的水沟后跃上高为h=2.0 m的平台,在整个过程中人应至少要做多少功?
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【答案】(1)设人开始做平抛运动时的最小速度为? ,则有 L一 h =
12gt……1分 s??t ……1分 2 ? = 5 m/s ……1分 (2)由动能定理得: W1 — 0.1mgsAB?W1 = 2880 J……1分 (3)W2一mg(L一H) =
12m?B?0……2分 2112……1分 m?2?m?B22据以上各式解得W2=300 J ……1分
W = W1 + W2 = 3180 J ……1分 【解析】略
69.如图所示,AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道的B点与水平地面相切,其半径为R.质量为m的小球由A点静止释放,求:
(1)小球滑到最低点B时,小球速度v的大小;
(2)小球刚到达最低点B时,轨道对小球支持力FN的大小;
(3)小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面,恰达最高点D,D到地面的高度为h(已知h<R),则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf. 【答案】(1). (2)3mg (3)mg(R﹣h) 【解析】解:(1)由动能定理得
则
即小球滑到最低点B时,小球速度v的大小为(2)由牛顿第二定律得
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试卷第44页,总63页
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则 FN=3mg
即小球刚到达最低点B时,轨道对小球支持力FN的大小为3mg. (3)对于小球从A运动到D的整个过程,由动能定理,得 mgR﹣mgh﹣Wf=0 则
Wf=mg(R﹣h)
即小球在曲面上克服摩擦力所做的功为mg(R﹣h).
【点评】本题关键在于灵活地选择运动过程运用动能定理列式,动能定理不涉及运动过程的加速度和时间,对于曲线运动同样适用.
70.如图示,摩托车做腾跃特技表演,以v0=10m/s的初速度冲上顶部水平的高台,然后从高台水平飞出,若摩托车冲向高台过程中以额定功率1.8kw行驶,所经时间为16s,
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人和车的总质量为180kg,台高h=6m,不计一切阻力,(g取10m/s)求:
(1)摩托车从高台水平飞出的速度v; (2)摩托车飞出的水平距离S是多少? 【答案】(1)v=103m/s(2)s=610m
【解析】 试题分析:(1)摩托车冲上高台的过程,由动能定理得:
Pt-mgh?1212mv-mv0,带入数据得v=103m/s; 22(2)摩托车飞离高台后做平抛运动,
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竖直方向:h=gt/2,
水平方向:s=vt, 带入数据得s=610m;
考点:动能定理的应用;平抛运动.
点评:本题综合运用了动能定理和平抛运动的知识,关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,
171.如图所示,倾角为θ=30°的足够长的固定斜面上,在底端0处固定一垂直斜面的档板,斜面上OM段光滑,M点及以上均粗糙。质量为m的物块A在M点恰好能静止,有一质量为2m的光滑小物块B以初速度v0?2gL自N点滑向物块A,已知MN=L,AB间每次碰撞后即紧靠在一起但不粘连,每次AB与档板碰撞后均原速率弹回,求:
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