1. 如图7所示,游乐列车由许多节车厢组成.列车全长为L,圆
形轨道半径为R,(R远大于一节车厢的高度h和长度l,但L>2πR).已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列车
图7
沿着圆周运动,在轨道的任何地方都不能脱轨.试问:在没有任何动力的情况下 ,列 车在水平轨道上应具有多大初速度v0,才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上?
2.质量为0.02 kg的小球,用细线拴着吊在沿直线行驶着的汽车顶 棚上,在汽车距车站15 m处开始刹车,在刹车过程中,拴球的 细线与竖直方向夹角θ=37°保持不变,如图8所示,汽车到车 站恰好停住.求:
(1)开始刹车时汽车的速度;
(2)汽车进站停住以后,拴小球的细线的最大拉力.(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
图8
4
3.如图9所示,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平, A点比BC高出10 m,BC长1 m,AB和CD轨道光滑.一 质量为1 kg的物体,从A点以4 m/s的速度开始运动,经过 BC后滑到高出C点10.3 m的D点速度为零.求:(g=10 m/s2) (1)物体与BC轨道的动摩擦因数; (2)物体第5次经过B点时的速度; (3)物体最后停止的位置(距B点).
4.小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时撤去外力.然后,小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动,到达最高点C后抛出,最后
落回到原来的出发点A处,如图10所示,试求小球在AB段运动的加速度为多图10 大?
5.如图11所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安 置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小 球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,
又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道.若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都 图11 恰好为零,试求水平CD段的长度.
6.如图12所示,斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接,斜面的倾 角为37°,一质量为0.5 kg的物块从距斜面底端B点5 m处的A 点由静止释放.已知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为 0.3.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s) (1)物块在水平面上滑行的时间为多少?
(2)若物块开始静止在水平面上距B点10 m 的C点处,用大小为4.5 N的水平恒力向右拉该物块,到B点撤去此力,物块第一次到A点时的速度为多大?
(3)若物块开始静止在水平面上距B点10 m的C点处,用大小为4.5 N的水平恒力向右拉该物块,欲使物块能到达A点,水平恒力作用的最短距离为多大?
7.如图13所示,质量为m0=4 kg的木板静止在光滑的水平面上,在木板的右端放置一个质量m=1 kg,大小可以忽略的铁块,铁块与木板之间的动摩擦因数μ=0.4,在铁块上施加一个水平向左的恒力F=8 N,铁块在长L=6 m的木板上滑动.取g=10 m/s2.求:
图13
(1)经过多长时间铁块运动到木板的左端;
(2)在铁块到达木板左端的过程中,恒力F对铁块所做的功; (3)在铁块到达木板左端时,铁块和木板的总动能.
2
图9
图12
5
答案
考题展示 1.AD 2.AD 3.ABC 4.2gh4μg
5.(1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m
6.(1)2k-12(k+1)g (2) k-22(k+1)gL(k>2)
(3)见解析
解析 (3)小球做平抛运动,则x=v0t
Lsin 30°=1
gt22
解得x=L k-2
2(k+1)
由k-22(k+1)<12 得x=Lk-22(k+1)<2
2
L.
7.BD 预测演练 1.v0>2R
πgL
2.(1)15 m/s (2)0.28 N
3.(1)0.5 (2)411 m/s (3)0.4 m 4.54
g 5.5(R-r)2μ
6.(1)2 s (2)6 m/s (3)8 m 7.(1)2 s (2)64 J (3)40 J
6
答案
考题展示 1.AD 2.AD 3.ABC 4.2gh4μg
5.(1)2 m/s (2)0.5 s 0.5 m (3)1.5 m
6.(1)2k-12(k+1)g (2) k-22(k+1)gL(k>2)
(3)见解析
解析 (3)小球做平抛运动,则x=v0t
Lsin 30°=1
gt22
解得x=L k-2
2(k+1)
由k-22(k+1)<12 得x=Lk-22(k+1)<2
2
L.
7.BD 预测演练 1.v0>2R
πgL
2.(1)15 m/s (2)0.28 N
3.(1)0.5 (2)411 m/s (3)0.4 m 4.54
g 5.5(R-r)2μ
6.(1)2 s (2)6 m/s (3)8 m 7.(1)2 s (2)64 J (3)40 J
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