过山车是游乐场中常见的设施.如图17所示是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m.一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m.小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的.假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠.重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字.试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
(3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径R3应满足的条件和小球最终停留点与起点间的距离.
如图,宽度
的光滑金属框架
固定板个与水平面内,并处在磁感应强度大小
,方向竖直向下的匀强磁场中,框架的电阻非均匀分布,将质量
,电阻可忽略的金属棒
放置在框架上,并且框架接触良好,以
为坐标原点,
方向为x轴正方向建立坐标,金属棒从
处以
的初速度,沿
轴负方向做
的匀减速直线运动,运动中金属棒仅受安培力作用。求:
(1)金属棒
运动0.5
,框架产生的焦耳热
;
(2)框架中
部分的电阻
随金属棒
的位置
变化的函数关系;
(3)为求金属棒
沿
轴负方向运动0.4
过程中通过
的电量
,某同学解法为:先算出经过0.4
金属棒的运动距离
,以及0.4
时回路内的电阻
,然后代入
=求解.指出该同学解法的错误之处,并用正确的方法解出结果
如图,
和
为两个光滑固定轨道,
、
、
在同一水平面,
、
、
在同一竖直线上,
点距水平面的高度
,
点高度为
,一滑块从
点以初速度
分别沿两轨道滑行到
或
处后水平抛出。
(1)求滑块落到水平面时,落点与 点间的距离 和
(2)为实现 , 应满足什么条件?
倾角
,质量
的粗糙斜面位于水平地面上。质量
的木块置于斜顶端,从静止开始匀加速下滑,经
到达底端,运动路程
,在此过程中斜面保持静止(
,
,
取
)。求:
(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;
(2)地面对斜面的支持力大小
(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
、如图所示,一个质量为M的木板,静止在光滑水平面上。质量为m的小滑块以水平速度v0冲上木板,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,要使滑块不从木板上掉下来,求木板的长度至少为多长?(已知重力加速度为g)
如图所示,一个小物体沿光滑的1/4圆弧轨道的A点无初速滑下,圆弧的半径为R,当小物体滑至圆弧轨道的最低点B时。(已知重力加速度为g)
求:(1)小物体滑至圆弧的最低点B时的速度大小。
(2 )小物体滑至圆弧的最低点B时对圆弧的压力。