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162414. (2023•西工大附中•高二上期中) 如图所示,在竖直面内,一质量m的物块a静置于悬点O正下方的A点,以速度v逆时针转动的传送带MN与直轨道AB、CD、FG处于同一水平面上,AB、MN、CD的长度均为L。圆弧形细管道DE半径为R,EF在竖直直径上,E点高度为H。开始时,质量为3m物块b悬挂于O点,并向左拉开一定的高度h(未过经过Q点的水平面)由静止下摆,细线始终张紧,摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰。已知L=1m,R=0.4m,H=0.15m,v=2m/s,物块与MN、CD之间的动摩擦因数μ=0.5,轨道AB和管道DE均光滑,物块a落到FG时不反弹且静止。忽略M、B和N、C之间的空隙,CD与DE平滑连接,物块可视为质点,取g=10m/s2
(1)若h=0.2m,求a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小;
(2)若物块a在DE最高点时对管道作用力为零,求h的大小;
(3)若物块b释放高度0.5m<h<1.6m,求物块a最终静止的位置坐标x值的范围(以A点为坐标原点,水平向右为正,建立x轴,取)。
共享时间:2023-11-23 难度:3
[考点]
绳球类模型及其临界条件,机械能守恒定律的简单应用,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,
[答案]
见试题解答内容
[解析]
解:(1)物块b摆到最低点的过程根据机械能守恒得

摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰,系统动量和能量守恒,所以
mv=mv′+mava

解得:va=5m/s
(2)摆到最低点时恰好与a发生弹性正碰,速度发生交换,物块a在DE最高点时对管道作用力为零时物块a速度为v′a,根据牛顿第二定律得


va′=m/s=2m/s
物块b与a发生正碰,速度发生交换,物块b摆到最低点的过程根据机械能守恒得



物块b与a发生正碰,速度发生交换,所以

滑块从C到E的过程根据动能定理得

解得:h=1.6m
(3)物块a刚好通过E点时
mgh1﹣2μmgL﹣mgH=0
解得
h1=1.15m
当1.15m≤h<1.6m时,物块位置在E点或E点右侧,根据动能定理得

从E点飞出后,竖直方向

水平方向
s=vEt
根据几何关系可得

联立解得
x=3L+DF+s
代入数据解得

当0.5m<h<1.15m时,假设物体刚好通过D点,则
mgh﹣μmgs2=0
解得
h=1m
所以0.5m<h<1.15m时x值得最大值为
xmax=3L
从h2=0.5m 释放时,根据动能定理可得
mgh﹣μmgs2=0
解得
s2=1m
可知物块达C点处静止,此时x=2m;
若物块a到E点速度为零,返回到CD 时,根据动能定理可得
mgH﹣μmgs3=0
解得
s3=0.3m
距离D点0.3m处静止,此时x=2.7m。
综上可知当0.5m<h<1.2m时
2.7m≤x≤3m
当1.15m≤h<1.6m时

答:(1)a、b碰撞后瞬时物块a的速度v0的大小为5m/s;
(2)物块a在DE最高点时对管道作用力为零,h的大小为1.6m;
(3若物块b释放高度0.5m<h<1.6m,求物块a最终静止的位置坐标x值的范围)为2.7m≤x≤3m,
[点评]
本题考查了"绳球类模型及其临界条件,机械能守恒定律的简单应用,动量守恒与能量守恒共同解决实际问题,",属于"典型题",熟悉题型是解题的关键。
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161729. (2022•西安一中•高一下期末) 德优题库光滑的水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,质量为m=0.1kg物块将弹簧缓慢压缩,当弹簧的弹性势能为3.2J时将物体锁定,解除锁定后物块滑上质量为m=0.1kg的小车,再滑上固定在竖直平面内半径r=0.1m的光滑半圆形轨道,最后从N点飞出,水平桌面、车的上表面和轨道最低点高度都相同,小车与半圆轨道碰撞后不动,物块与车上表面间动摩擦因数μ=0.5,小车与水平地面的摩擦力不计,车碰到圆轨道后立即停止运动.g=10m/s2.求:
(1)物体滑上小车时的速度;
(2)物体滑上M点时对半圆轨道的最小压力;
(3)小车长度.
共享时间:2022-07-11 难度:2 相似度:1.67
151775. (2015•西安一中•二模) 德优题库如图所示,在光滑水平面上,有一质量M=3kg的薄板,板上有质量m=1kg的物块,两者以v0=4m/s的初速度朝相反方向运动.薄板与物块之间存在摩擦且薄板足够长,求
①当物块的速度为3m/s时,薄板的速度是多少?
②物块最后的速度是多少?
共享时间:2015-03-19 难度:2 相似度:1.67
162653. (2022•高新一中•高二上期中) 如图所示,半径均为R、质量均为M、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、b'分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着竖直墙壁,一个质量为m的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放,重力加速度为g,求:
(1)小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;
(2)小球C在B槽内运动所能达到的最大高度。
共享时间:2022-11-30 难度:2 相似度:1.67
151757. (2015•西工大附中•三模) 两物块A、B用轻弹簧相连,质量均为2kg,最初,A、B两物块均以v=6m/s的速度在光滑水平面上向右匀速运动,质量4kg的物块C静止在A、B的正前方,其情景如图所示。B与C碰撞后二者会粘在一起运动。求在此后的运动中弹簧的最大弹性势能。
德优题库
共享时间:2015-04-08 难度:2 相似度:1.67
162309. (2023•长安区一中•高三上期中) 德优题库如图,竖直平面内一足够长的光滑倾斜轨道与一长为L的水平轨道通过一小段光滑圆弧平滑连接,水平轨道右下方有一段弧形轨道PQ。质量为m的小物块A与水平轨道间的动摩擦因数为μ。以水平轨道末端O点为坐标原点建立平面直角坐标系xOy,x轴的正方向水平向右,y轴的正方向竖直向下,弧形轨道P端坐标为(2μL,μL),Q端在y轴上。重力加速度为g。
(1)若A从倾斜轨道上距x轴高度为2μL的位置由静止开始下滑,求A经过O点时的速度大小;
(2)若A从倾斜轨道上不同位置由静止开始下滑,经过O点落在弧形轨道PQ上的动能均相同,求PQ的曲线方程;
(3)将质量为λm(λ为常数且λ≥5)的小物块B置于O点,A沿倾斜轨道由静止开始下滑,与B发生弹性碰撞(碰撞时间极短),要使A和B均能落在弧形轨道上,且A落在B落点的右侧,求A下滑的初始位置距x轴高度的取值范围。
共享时间:2023-11-18 难度:3 相似度:1.34
161834. (2022•长安区一中•高一下期末) 德优题库质量m1=4.0kg的四分之一光滑圆弧轨道A静止放置在光滑水平面上,圆弧与水平面平滑连接,轨道半径R=1.0m。在A的左侧有与A形状相同、质量不同的轨道B,B的质量m3未知,质量m2=1kg的小球C从轨道最高点由静止释放,沿A弧面滚下,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)小球C从轨道A上滑下的过程中,A的位移大小;
(2)为使小球C能再次追上A,质量m3的取值范围。
共享时间:2022-07-18 难度:3 相似度:1.34
151809. (2015•西安中学•八模) 如图所示,质量为0.3kg的小球A放在光滑的曲面上,离地面的高度0.2m,小球B静止在水平地面上,B离竖直墙的距离是PQ3.5mA静止释放,与B发生弹性碰撞,B与墙碰撞无机械能损失,也不计B与墙碰撞时间,在离墙2.5m处两球发生第二次碰撞,重力加速度g10m/s2,求:
小球B的质量;
两球第一次碰撞到第二次碰撞的时间间隔.

共享时间:2015-06-13 难度:1 相似度:1.33
151824. (2015•西安中学•七模) 光滑水平轨道上有三个木块ABC,质量分别为mA3mmBmCm,开始时BC均静止,A以初速度v0向右运动,AB相撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后AB间的距离保持不变.求BC碰撞前B的速度大小.

共享时间:2015-06-09 难度:1 相似度:1.33
161439. (2023•长安区一中•高一下期末) 德优题库如图,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切,半圆形导轨的半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍,之后向上运动恰能到达最高点C。不计空气阻力,重力加速度为g,试求:物体在A点时弹簧的弹性势能。
共享时间:2023-07-26 难度:1 相似度:1.33
159496. (2022•长安区一中•高二上一月) 如图(a),一质量为m的物块A与轻质弹簧连接,静止在光滑水平面上;物块B向A运动,t=0时与弹簧接触,到t=2t0时与弹簧分离,第一次碰撞结束,A、B的v-t图像如图(b)所示。已知从t=0到t=t0时间内,物块A运动的距离为0.36v0t0。A、B分离后,A滑上粗糙斜面,然后滑下,与一直在水平面上运动的B再次碰撞,之后A再次滑上斜面,达到的最高点与前一次相同。斜面倾角为θ(sinθ=0.6),与水平面光滑连接。碰撞过程中弹簧始终处于弹性限度内。求
德优题库
(1)第一次碰撞过程中,弹簧弹性势能的最大值;
(2)第一次碰撞过程中,弹簧压缩量的最大值;
(3)物块A与斜面间的动摩擦因数。
共享时间:2022-10-12 难度:3 相似度:1.17
162922. (2021•西安一中•高三上期中) 德优题库如图,ABD为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB段是水平的,BD段为半径R=0.2m的半圆,两段轨道相切于B点,整个轨道处在竖直向下的匀强电场中,场强大小E=5.0×103 V/m。一不带电的绝缘小球甲,以速度v0沿水平轨道向右运动,与静止在B点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为m=1.0×10-2kg,乙所带电荷量q=2.0×10-5C,g取10m/s2.(水平轨道足够长,甲、乙两球可视为质点,整个运动过程无电荷转移)
(1)甲乙两球碰撞后,乙恰能通过轨道的最高点D,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离;
(2)在满足(1)的条件下。求甲的速度v0
(3)若甲仍以速度v0向右运动,增大甲的质量,保持乙的质量不变,求乙在轨道上的首次落点到B点的距离范围。
共享时间:2021-11-23 难度:5 相似度:1.07
161514. (2023•西工大附中•高一下期末) 如图所示,水平绝缘直轨道AC由光滑段AB与粗糙段BC组成,它与竖直光滑半圆轨道CD在C点处平滑连接,其中AB处于电场区内。一带电量为+q、质量为m的可视为质点的滑块从A处以水平初速度v0进入电场区沿轨道运动,从B点离开电场区继续沿轨道BC运动,最后从圆轨道最高点D处水平飞离。已知:轨道BC长l=1m,圆半径R=0.1m,m=0.01kg,q=2.5×10-4C,滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g取10m/s2,设装置处于真空环境中。
(1)若滑块到达圆轨道D点时的速度v=2m/s,求滑块在D点处时受到的弹力大小和通过B点时的速度大小;
(2)若v0=5m/s,为使滑块能到达圆轨道最高点D处,且离开圆轨道后落在水平轨道BC上,求A、B两点间电势差UAB应满足的条件。
德优题库
共享时间:2023-07-01 难度:2 相似度:0.83
162136. (2024•莲湖区•高二上期中) 如图所示,粗糙水平轨道与半径为R的竖直光滑半圆轨道在B点平滑连接,在过圆心O的水平界面MN的下方分布有水平向右的匀强电场,场强E=.现有一质量为m,电量为+q的小球(可视为质点)从水平轨道上A点由静止释放,小球运动到C点离开圆轨道后,经界面MN上的P点进入电场(P点恰好在A点的正上方)。已知A、B间距离为2R,重力加速度为g,求:
(1)小球在C处的速度大小;
(2)小球从A运动到B克服阻力做功;
(3)小球从A运动到C的过程中对轨道压力的最大值。
共享时间:2024-11-18 难度:2 相似度:0.83
161730. (2022•西安一中•高一下期末) 德优题库某游乐场的滑梯可以简化为如图所示竖直面内的ABCD轨道,AB为长L=6m、倾角α=37°的斜轨,BC为水平轨道,CD为半径R=15m、圆心角β=37°的圆弧,轨道AB段粗糙其余各段均光滑。一小孩(可视为质点)从A点以初速度v0=2m/s下滑,沿轨道运动到D点时的速度恰好为零(不计经过B点时的能量损失)。已知该小孩的质量m=30kg,取sin37°=0.6,cos37°=0.8,不计空气阻力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。求:
(1)该小孩第一次经过圆弧C点时,对圆弧轨道的压力FN
(2)该小孩在轨道AB上运动的总路程s。
共享时间:2022-07-11 难度:2 相似度:0.83
161874. (2022•长安区一中•高二下期末) 德优题库如图所示,在竖直平面内,某一游戏轨道由直轨道AB、光滑圆弧细管道BCD和光滑圆弧轨道DE平滑连接组成,两段圆弧半径相等R=0.5m,B、D等高,图中θ角均为37°,AB与圆弧相切,AM水平。直轨道AB上方有与AB相平行的匀强电场E=108N/C,且电场只分布在AB之间。直轨道AB底端装有弹射系统(弹簧长度很短,长度和质量不计,可以认为滑块从A点射出),具有初始弹性势能EP=2.5J,某次弹射系统将尺寸略小于管道内径的带正电的滑块弹出,冲上直轨道AB,直轨道AB上铺有特殊材料,使滑块与轨道AB间的动摩擦因数μ大小可调。滑块进入光滑圆轨道后,最后能在E点与弹性挡板相互作用后以等速率弹回。已知滑块的质量为m=0.1kg,带电量为q=+8.0×10-9C,B点的高度h=1.8m,整个过程中滑块可视为质点,所带电量保持不变,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
(1)若调节AB间的特殊材料,使其变为光滑,求滑块在最高点C点时对轨道的作用力;
(2)现调节AB间的动摩擦因数μ,求滑块首次到达E点时的速率vE与μ之间的关系式;
(3)若滑块与弹性挡板相碰后最终能静止在轨道AB的中点,求动摩擦因数μ。
共享时间:2022-07-14 难度:2 相似度:0.83

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2023-11-23

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