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精英家教網如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉動,在P點的右邊,桿上套有一質量m=2kg小球A.半徑R=0.3m的光滑半圓形細軌道,豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質量也為m=2kg的小球B.用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來.桿和半圓形軌道在同一豎直面內,兩小球均可看作質點,且不計滑輪大小的影響,g取10m/s2.現給小球A一個水平向右的恒力F=55N.求:(1)把小球B從地面拉到P點正下方C點過程中,力F做的功;(2)小球B運動到C處時的速度大小;(3)小球B被拉到離地多高時與小球A速度大小相等.
分析:(1)由幾何關系可求得拉力作用的位移,由功的公式可求得拉力的功;
(2)由動能定理可求得小球的速度;
(3)由幾何關系可得出速度相等時B的高度.
解答:解:(1)小球B運動到P點正下方過程中的位移為
xA=
0.32+0.42
-0.1=0.4(m)
拉力的功:
WF=FxA=22J
(2)對小球B由動能定理得WF-mgR=
1
2
mv2
代入數據得:v=4m/s
(3)當兩速度同向時,兩球速度相等,故當繩與圓環相切時兩球的速度相等.由幾何關系可得:
hB=Rcosα=R
R
H
=0.225m
答:(1)拉力的功為22J;(2)小球B的速度4m/s;(3)小球到達0.225m時,兩球速度相等.
點評:本題要注意分析題意,找出題目中給出的幾何關系,則運用動能定理規律即可求解.
練習冊系列答案
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(2007?海淀區一模)如圖所示,在距水平地面高h=0.80m的水平桌面一端的邊緣放置一個質量m=0.80kg的木塊B,桌面的另一端有一塊質量M=1.0kg的木塊A以初速度v0=4.0m/s開始向著木塊B滑動,經過時間t=0.80s與B發生碰撞,碰后兩木塊都落到地面上.木塊B離開桌面后落到地面上的D點.設兩木塊均可以看作質點,它們的碰撞時間極短,且已知D點距桌面邊緣的水平距離s=0.60m,木塊A與桌面間的動摩擦因數μ=0.25,重力加速度取g=10m/s2.求:
(1)兩木塊碰撞前瞬間,木塊A的速度大小;
(2)木塊B離開桌面時的速度大小;
(3)木塊A落到地面上的位置與D點之間的距離.

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(2010?南平模擬)如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,桿上P處固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉動,在P點的右邊,桿上套一質量m=3kg的滑塊A.半徑R=0.3m的光滑半圓形軌道豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質量m=3kg的小球B.用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來.桿和半圓形軌道在同一豎直面內,滑塊和小球均可看作質點,且不計滑輪大小的影響.現給滑塊A施加一個水平向右、大小為60N的恒力F,則:
(1)求把小球B從地面拉到半圓形軌道頂點C的過程中力F做的功.
(2)求小球B運動到C處時所受的向心力的大小.
(3)問小球B被拉到離地多高時滑塊A與小球B的速度大小相等?

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如圖所示,在距水平地面高為h處有一半徑為R的1/4圓弧軌道,圓弧軌道位于豎直平面內,軌道光滑且末端水平,在軌道的末端靜置一質量為m的小滑塊A.現使另一質量為m的小滑塊B從軌道的最高點由靜止釋放,并在軌道的最低點與滑塊A發生碰撞,碰后粘合為一個小滑塊C已知重力加速度為g.求:
(1)滑塊C對軌道末端的壓力大小.
(2)滑塊C在水平面上的落地點與軌道末端的水平距離.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在距水平地面高均為0.4m處的P、Q兩處分別固定兩光滑小定滑輪,細繩跨過滑輪,一端系一質量為mA=2.75kg的小物塊A,另一端系一質量為mB=1kg的小球B.半徑R=0.3m的光滑半圓形軌道豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,且與兩滑輪在同一豎直平面內,小球B套在軌道上,靜止起釋放該系統,則小球B被拉到離地
 
m高時滑塊A與小球B的速度大小相等,小球B從地面運動到半圓形軌道最高點時的速度大小為
 
m/s.

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科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉動,在P點的右邊,桿上套有一質量m=2kg小球A.半徑R=0.3m的光滑半圓形細軌道,豎直地固定在地面上,其圓心O在P點的正下方,在軌道上套有一質量也為m=2kg的小球B.用一條不可伸長的柔軟細繩,通過定滑輪將兩小球連接起來.桿和半圓形軌道在同一豎直面內,兩小球均可看作質點,且不計滑輪大小的影響,g取
10m/s2.現給小球A一個水平向右的恒力F=55N.求:
(1)把小球B從地面拉到P點正下方C點過程中,力F做的功;
(2)把小球B從地面拉到P點正下方C點過程中,重力對小球B做的功;
(3)把小球B從地面拉到P點正下方C點時,A小球速度的大小;
(4)把小球B從地面拉到P點正下方C點時,小球B速度的大小;
(5)小球B被拉到離地多高時與小球A速度大小相等.

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