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题文

如图所示,用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S”形轨道固定于竖直平面内,其弯曲部分是由两个半径均为R的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径),轨道底端D点与粗糙的水平地面相切。现一辆玩具小车m以恒定的功率从E点由静止开始出发,经过一段时间t之后,出现了故障,发动机自动关闭,小车在水平地面继续运动并进入“S”形轨道,从轨道的最高点A飞出后,恰好垂直撞在固定斜面B上的C点,C点与下半圆的圆心等高。已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ,ED之间的距离为x0,斜面的倾角为30º。求:

(1)小车到达C点时的速度大小为多少?
(2)在A点小车对轨道的压力是多少,方向如何?
(3)小车的恒定功率是多少?

科目 物理   题型 计算题   难度 较难
知识点: 平抛运动 探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系
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如图所示,已知半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面内,甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道,两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连.一小球自某一高度由静止滑下,先滑过甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑过乙轨道,最后离开.若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零.试求:

⑴释放小球的高度h.
⑵水平CD段的长度.

一劲度系数k=800N/m的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12 kg的物体A、B,将它们竖直静止放在水平面上,如图所示。现将一竖直向上的变力F作用在A上,使A开始向上做匀加速运动,经0.40s物体B刚要离开地面,取g ="10" m/s2,试求这0.40s内力F所做的功。

质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发,经5分钟行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,设阻力恒定,求:
(1)机车的功率P=?
(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a=?

如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从轨道上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道,接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力.求:

(1)小滑块在C点飞出的速率;
(2)在圆环最低点时滑块对圆环轨道压力的大小;
(3)滑块与斜轨之间的动摩擦因数.

如图所示,在海滨游乐场里有一种滑沙运动。某人坐在滑板上从斜坡的高处A点由静止开始滑下,滑到斜坡底端B点后,沿水平的滑道再滑行一段距离到C点停下来。如果人和滑板的总质量m=60kg,滑板与斜坡滑道和水平滑道间的动摩擦因数均为μ=0.5,斜坡的倾角θ=37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),斜坡与水平滑道间是平滑连接的,整个运动过程中空气阻力忽略不计,重力加速度g取10m/s2。求:

(1)人从斜坡上滑下的加速度为多少?
(2)若由于场地的限制,水平滑道的最大距离BC为L=20.0m,则人在斜坡上滑下的距离AB应不超过多少?

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