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        1. 如圖所示,水平光滑軌道AB與以O(shè)點(diǎn)為圓心的豎直半圓形光滑軌道BCD相切于B點(diǎn),半圓形軌道的半徑r=0.30m.在水平軌道上A點(diǎn)靜置一質(zhì)量為m2=0.12kg的物塊2,現(xiàn)有一個質(zhì)量m1=0.06kg的物塊1以一定的速度向物塊2運(yùn)動,并與之發(fā)生正碰,碰撞過程中無機(jī)械能損失,碰撞后物塊2的速度v2=4.0m/s.物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),g取10m/s2,求:
          (1)物塊2運(yùn)動到B點(diǎn)時對半圓形軌道的壓力大;
          (2)發(fā)生碰撞前物塊1的速度大小;
          (3)若半圓形軌道的半徑大小可調(diào),則在題設(shè)條件下,為使物塊2能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),其半徑大小應(yīng)滿足什么條件.
          分析:物體到達(dá)軌道B點(diǎn)對其受力分析,由牛頓第二定律可求出對軌道的壓力.物體1與物體2碰撞,由動量守恒與機(jī)械能守恒定律可求出物體1碰撞前的速度.由物體2恰能通過最高點(diǎn),再由機(jī)械能守恒定律可求出圓形軌道半徑的極值.
          解答:解:(1)設(shè)軌道B點(diǎn)對物塊2的支持力為N,根據(jù)牛頓第二定律有
          N-m2g=m2
          v
          2
          2
          R

          解得 N=7.6N
          根據(jù)牛頓第三定律可知,物塊2對軌道B點(diǎn)的壓力大小N′=7.6N
          (2)設(shè)物塊1碰撞前的速度為v0,碰撞后的速度為v1,對于物塊1與物塊2的碰撞過程,
          根據(jù)動量守恒定律有  m1v0=mv1+m2
          因碰撞過程中無機(jī)械能損失,所以有 
          1
          2
          m1v02=
          1
          2
          m1v12+
          1
          2
          m2v22
          代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得  v0=6.0m/s
          (3)設(shè)物塊2能通過半圓形軌道最高點(diǎn)的最大半徑為Rm,對應(yīng)的恰能通過最高點(diǎn)時的速度大小為v,根據(jù)牛頓第二定律,對物塊2恰能通過最高點(diǎn)時有 m2g=m2
          v2
          Rm

          對物塊2由B運(yùn)動到D的過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
          1
          2
          m2v22=m2g?2Rm+
          1
          2
          m2v2
          聯(lián)立可解得:Rm=0.32m
          所以,為使物塊2能通過半圓形軌道的最高點(diǎn),半圓形軌道半徑不得大于0.32m.
          點(diǎn)評:本題考查牛頓運(yùn)動定律,運(yùn)量守恒定律、機(jī)械能守恒定律,同時抓住物體2恰能通過最高點(diǎn)作為突破點(diǎn)入手研究.
          練習(xí)冊系列答案
          相關(guān)習(xí)題

          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,一光滑的半徑為R=0.5m的半圓形軌道固定在水平面上,一個質(zhì)量為m的小球以某一速度從軌道最低點(diǎn)A處沖上軌道,當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽贐處水平飛出時,小球?qū)壍赖膲毫η『脼?mg.最后小球落在地面C點(diǎn).(g=10m/s2),小球落地點(diǎn)C距A點(diǎn)多遠(yuǎn)?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,一光滑的半徑為R的半圓形軌道底部固定豎直放置在水平面上,一個質(zhì)量為m的小球以某一速度沖上軌道,然后小球從軌道口B處飛出,最后落在水平面上,已知小球落地點(diǎn)C距B處的距離為3R.求:小球?qū)壍揽贐處的壓力為多大?

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,水平桌面上固定一個無電阻的光滑導(dǎo)軌,導(dǎo)軌左端由一個R=0.08Ω的電阻相連,軌距d=50cm.金屬桿ab的質(zhì)量m=0.1Kg,電阻r=0.02Ω,橫跨導(dǎo)軌.磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T的勻強(qiáng)磁場垂直穿過導(dǎo)軌平面.現(xiàn)用水平恒力F=0.1N拉ab從靜止開始向右運(yùn)動,求:
          (1)桿ab向右的最大速度為多少?此時電路中消耗的電功率為多少?
          (2)突然撤消外力F后,電阻R上還能產(chǎn)生的熱量為多少.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,平行光滑導(dǎo)軌MN、PQ相距L,電阻可忽略,其水平部分置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的豎直向上的勻強(qiáng)磁場中,導(dǎo)體棒a和b質(zhì)量均為m,a棒電阻為R,b棒電阻為2R,a、b相距足夠遠(yuǎn),b放在水平導(dǎo)軌上,a從斜軌上高h(yuǎn)處自由滑下.求
          (1)a棒剛進(jìn)入磁場時的加速度大;
          (2)a棒從開始下落到作勻速運(yùn)動的過程所產(chǎn)生的熱量.

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          科目:高中物理 來源: 題型:

          如圖所示,一光滑的半徑為R的半圓形軌道固定在水平面上,一個質(zhì)量為m的小球以某一速度從軌道最低點(diǎn)A處沖上軌道,當(dāng)小球?qū)⒁獜能壍揽贐處水平飛出時,小球?qū)壍赖膲毫η『脼?mg.最后小球落在地面C點(diǎn).
          (1)試求小球在A點(diǎn)時的速度;
          (2)小球落地點(diǎn)C距A點(diǎn)多遠(yuǎn).

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          同步練習(xí)冊答案