如图所示,一条带有圆轨道的长轨道水平固定,圆轨道竖直,底端分别与两侧的直轨道相切,半径 ,物块 以 的速度滑入圆轨道,滑过最高点 ,再沿圆轨道滑出后,与直轨道上 处静止的物块 碰撞,碰后粘在一起运动, 点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙段、光滑段交替排列,每段长度都为 ,物块与各粗糙段间的动摩擦因数都为 , 、 的质量均为 (重力加速度 取 ; 、 视为质点,碰撞时间极短)。
⑴求 滑过Q点时的速度大小 和受到的弹力大小 ;
⑵若碰后 最终停止在第 个粗糙段上,求 的数值;
⑶求碰后
滑至第
个
光滑段上的速度
与
的关系式。
如图,横截面半径为R的转筒,转筒顶端有一A点,其正下方有一小孔B, 距顶端h=0.8m,开始时,转筒的轴线与A点、小孔B三者在同一竖直面内.现使一小球自A点以速度v=4m/s朝转筒轴线水平抛出,同时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小球最终正好穿出小孔. 不计空气阻力,g取l0m/s2,求:
(1)转筒半径R.
(2)转筒转动的角速度ω .
如图,半径为R的光滑圆形轨道安置在一竖直平面上,左侧连接一个光滑的弧形轨道,右侧连接动摩擦因数为μ的水平轨道CD.一小球自弧形轨道上端的A处由静止释放,通过圆轨道后,再滑上CD轨道.若在圆轨道最高点B处对轨道的压力恰好为零,到达D点时的速度为. 求:
⑴小球经过B点时速度的大小.
⑵小球释放时的高度h.
⑶水平轨道CD段的长度l.
如图,以9m/s匀速行驶的汽车即将通过十字路口,绿灯还有2 s将熄灭,此时汽车距离停车线20m.如果该车立即做匀加速运动,加速度为2m/s2,则在绿灯熄灭前汽车能否通过停车线?若此路段允许行驶的最大速度为12m/s.,则绿灯熄灭时该车是否超速违章?
某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛,比赛路径如图所示。可视为质点的赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直半圆轨道,并通过半圆轨道的最高点C,才算完成比赛。B是半圆轨道的最低点,水平直线轨道和半圆轨道相切于B点。已知赛车质量m=0.5kg,通电后以额定功率P=2W工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为Ff=0.4N,随后在运动中受到的阻力均可不计,L=10.00m,R=0.32m,(g取10m/s2)。求:
(1)要使赛车能通过C点完成比赛,通过C点的速度至少多大?
(2)赛车恰能完成比赛时,在半圆轨道的B点的速度至少多大?这时对轨道的压力多大。
(3)要使赛车完成比赛,电动机从A到B至少工作多长时间。
(4)若电动机工作时间为t0=5s,当R为多少时赛车既能完成比赛且飞出的水平距离又最大,水平距离最大是多少?
(5)若BC轨道是光滑管道,假定小球可从圆管C端射出,试讨论:小球到达C端处对管壁压力方向不同时,对应射入B点速度vB的条件。
如图所示,一光滑的半圆形轨道处于竖直平面内,并和一粗糙的斜面相接,其半径大小为R=0.4m,直径BC在竖直方向上,一小物体放在斜面上的A点,离水平面高度为h=3m,小物体与斜面之间的动摩擦因数为μ=0.5,斜面倾角θ=37o。已知sin37o=0.6,cos37o=0.8,重力加速度g=10m/s2,现在把小物体从静止开始自由释放,求:
(1)小物体运动到斜面底端B点时速度的大小?
(2)证明小物体可以沿半圆形轨道运动到最高点C;
(3)小物体离开半圆轨道后第一次落到斜面上时,其速度v的大小。