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(12分)如圖所示,車廂內的小桌上固定一光滑斜面,車廂的總質量為M(小球除外)、小球的質量為m,斜面傾角為a,車在水平推力F1作用下向右做勻加速直線運動,小球(視為質點)始終與車相對靜止,小球距桌面的高度為h,離桌面邊緣水平距離為L.車在運動過程中所受的阻力等于車對地面壓力的k倍,重力加速度為g.

       (1)求水平推力F1的大小;

       (2)若M=l0kg,k=0.20,h=0.20m,L=0.30m,g=l0m/s2.當車速為v0 =15m/s時,撤去推力F1同時對車施加水平向左的拉力F2(如虛線所示),小球立即離開斜向右飛去.為使小球在運動中不碰到桌子,所加拉力F2應滿足什么條件?

 

(1)

(2)

解析:(1)取車廂整體為研究對象(含小球),由牛頓第二定律得

    (2分)

取小球為研究對象

(1分)

解得(2分)

   (2)當車速度為時,撤去力F1同時對車施加水平向左的拉力F2(如虛線所示)后,小球立即離開斜面向右做平拋運動,而小車作勻減速運動設其加速度大小為a。

對小球,設自開始平拋到下落h=0.2m時,所用時間為t,水平運動的距離為x,

(2分)

對車,設車做勻減速運動的加速度a=a1時,小球在運動中剛好不碰到桌子,

則有(1分)

代入數據解得:(1分)

為使小球在運動中不碰到桌子,車做勻減速運動的加速度應滿足(1分)

對小車(不包括小球),由牛頓第二定律得

(1分)

代入數據解得:(1分)

(用相對運動求解正確同樣給分)

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有些地區的鐵路由于彎多、彎急,路況復雜,依靠現有車型提速的難度較大,鐵路部門通過引進擺式列車來解決轉彎半徑過小造成的離心問題,擺式列車是集電腦、自動控制等高新技術于一體的新型高速列車.當列車轉彎時,在電腦控制下,車廂會自動傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,FN與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒有離心側翻的趨勢(車輪內緣還要受到外軌側向的彈力),當列車行走在直線上時,車廂又恢復原狀,就像玩具“不倒翁”一樣.它的優點是能夠在現有線路上運行,無需對線路等設施進行較大的改造.運行實踐表明:擺式列車通過彎道的速度可提高20%---40%,最高可達50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”.假設有一超高速擺式列車在水平面內行駛,以360Km/h的速度轉彎,轉彎半徑為2Km,則質量為50Kg 的乘客在拐彎過程中所受到的火車給他的作用力約為(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,有些地區的鐵路由于彎多、彎急,路況復雜,依靠現有車型提速的難度較大,鐵路部門通過引進擺式列車來解決轉彎半徑過小造成的離心問題,擺式列車是集電腦、自動控制等高新技術于一體的新型高速列車。當列車轉彎時,在電腦控制下,車廂會自動傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,FN與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒有離心側翻的趨勢,當列車行走在直線上時,車廂又恢復原狀,就像玩具“不倒翁”一樣。它的優點是能夠在現有線路上運行,無需對線路等設施進行較大的改造。運行實踐表明:擺式列車通過彎道的速度可提高20%---40%,最高可達50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”。假設有一超高速擺式列車在水平面內行駛,以360Km/h的速度轉彎,轉彎半徑為2 Km,則質量為50Kg 的乘客在拐彎過程中所受到的火車給他的作用力約為:(    )

A.0        B.500N         C.559N               D.717N

 

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,車廂A以速度V0=6.0m/s沿平直軌道勻速前進,在車廂內水平桌面上有一個小物塊C隨車廂A一起運動,已知水平桌面的高度h=0.80m,小物塊與桌面間的動摩擦因數=0 .20。在車廂A的正前方軌道上放著車廂B,且A的總質量(不包括小物塊)與車廂B的質量相等,兩車廂碰撞掛接后連在一起,假設此后它們始終以共同的速度勻速前進(取g=10m/s2

1.兩車廂掛接后的共同速度v=?

2.兩車廂掛接后,小物塊C開始沿桌面向前滑動,最后落在車廂A的地板上,總共經歷的時間t=1.0s,求小物塊在水平桌面上滑行的距離s=?

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年浙江省高三三月月考(理綜)物理部分 題型:選擇題

如圖所示,有些地區的鐵路由于彎多、彎急,路況復雜,依靠現有車型提速的難度較大,鐵路部門通過引進擺式列車來解決轉彎半徑過小造成的離心問題,擺式列車是集電腦、自動控制等高新技術于一體的新型高速列車。當列車轉彎時,在電腦控制下,車廂會自動傾斜,使得車廂受到的彈力FN與車廂底板垂直,FN與車廂重力的合力恰好等于向心力,車廂沒有離心側翻的趨勢(車輪內緣還要受到外軌側向的彈力),當列車行走在直線上時,車廂又恢復原狀,就像玩具“不倒翁”一樣。它的優點是能夠在現有線路上運行,無需對線路等設施進行較大的改造。運行實踐表明:擺式列車通過彎道的速度可提高20%---40%,最高可達50%,擺式列車不愧為“曲線沖刺能手”。假設有一超高速擺式列車在水平面內行駛,以360Km/h的速度轉彎,轉彎半徑為2 Km,則質量為50Kg 的乘客在拐彎過程中所受到的火車給他的作用力約為(        )

A. 500N          B.559N          C. 707N                D. 0

 

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