如图所示的“S”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放置在竖直平面内,轨道弯曲部分是由

kuaidi.ping-jia.net  作者:佚名   更新日期:2024-06-28
如图所示的“s”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放置在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两

这么复杂的题目,详细解答要打好多字哦。都没有奖励,没动力啊
简单说说吧。
这个题目分为三个运动阶段:
1、a~b——有摩擦的平面运动,摩擦力做功=减少的动能
2、b~c~d——无摩擦的曲线上升运动,减少的动能=增加的重力势能
3、d~——平抛运动
按照这个顺序一段一段求解各点处速度V的大小,然后就可以用来算答案了

(1)对ad过程使用动能定理:
Wf+WG=EK2-EK1
-μmg*s-mg*4r=mvd^2/2-mv0^2/2
代入数值并计算:
-0.2*10*1.25-10*0.4=vd^2/2-25/2
-6.5=vd^2/2-12.5
vd^2/2=6
vd=√12
下面求在d点水平抛出的射程x:
y=gt^2/2
x=vd*t
由上二式得x=vd*√2y/g=√12*0.08=√0.96=0.98m
若V0=5m/s,小球从最高点d抛出后的水平射程为0.98m
(2)设在d点受到支持力FN,则
mg-FN=mVd^2/r
FN=mg-mVd^2/r=0.1-0.01*12/0.1=-1.1N
小球在d点受到上面轨道向下压力大小为1.1N
受力情况如下:

(3)要使轨道对地面的压力为0 ,小球对轨道的作用力必须向上,大小等于Mg,由牛顿第三定律知,小球受到轨道的作用力的方向必须向下。
这就必须在下面一个半圆的最高点时,才能实现上述目的,使轨道对地面的压力为0 .
此时小球受力情况如下图所示:

此时由圆周运动向心力公式有关系:
FN+mg=mvc^2/2
取FN=Mg代入上式得:
Mg+mg=mvc^2/2
0.01*vc^2/2=(0.27)g
vc^2=540
再对ac过程使用动能定理:
Wf+WG=EK2-EK1
-μmg*s-mg*2r=mvc^2/2-mv0^2/2
-μg*s-g*2r=vc^2/2-v0^2/2
代入数值并计算得:
-0.2*10*1.25-10*0.2=540/2-v0^2/2
-2.5-2=270-v0^2/2
v0=23m/s
当V0至少为23m/s时,小球经过两半圆的对接处c点时,轨道对地面的压力为零.

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(1)设小球到达d点处速度为v,由动能定理,得:
-μmgL-mg?4R=
1
2
mv2-
1
2
mv02
小球由d点做平抛运动,有4R=
1
2
gt2
s=vt
联立解得小球从最高点d抛出后的水平射程:s≈0.98m
在d点的速度:v=2


  • 如图所示的“s”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放...
    答:这就必须在下面一个半圆的最高点时,才能实现上述目的,使轨道对地面的压力为0 .此时小球受力情况如下图所示:此时由圆周运动向心力公式有关系:FN+mg=mvc^2/2 取FN=Mg代入上式得:Mg+mg=mvc^2/2 0.01*vc^2/2=(0.27)g vc^2=540 再对ac过程使用动能定理:Wf+WG=EK2-EK1 -μmg*s...
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    答:(2分)(2分)联立代入数据解得 (1分)(2)设在轨道最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向 (2分)联立代人数据解得 F=11N (1分)方向竖直向下 (1分)(3)分析可知,要使小球以最小速度运动,且轨道对地面的压力为零,则小球的位置应该在“S”形轨道的中间位置, (2分...
  • “S”形玩具轨道如图所示。该轨道是用内壁光滑的溥壁细圆管弯成,同定...
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  • “S”形玩具轨道如图所示.该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在...
    答:由动能定理得 -μmgL= 1 2 m v b 2 - 1 2 m v 0 2 . 小球到达b点时的速度 v b = v 0 2 -2μgL =4m/s (2)小球由b点运动到P点的过程中,由机械能守恒定律得 1 2 m v b 2 = 1 ...
  • ...定理物理题:如图所示的“S”字形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁...
    答:对于第三问,“设小球进入轨道之前,轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力,当v0至少为多少时,轨道对地面的压力为零.”首先,应该理解“轨道对地面的压力为零”是什么意思,轨道因为受到重力所以对地面有压力,压力大小等于重力,既然轨道对地面的压力为零,那就必然有一个力方向向上作用于轨道,与...
  • 如图所示的“s”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放...
    答:这么复杂的题目,详细解答要打好多字哦。都没有奖励,没动力啊 简单说说吧。这个题目分为三个运动阶段:1、a~b——有摩擦的平面运动,摩擦力做功=减少的动能 2、b~c~d——无摩擦的曲线上升运动,减少的动能=增加的重力势能 3、d~——平抛运动 按照这个顺序一段一段求解各点处速度V的大小,然后...
  • 如图所示固定在竖直平面内的“S”形玩具轨道,是用内壁光滑的薄壁细圆...
    答:μmgL?4mgR=12mvd2?12mv02代入数据解得:vd=23m/s 小球离开d点后做平抛运动,4R=12gt2.t=8Rg=25s水平射程x=vdt=265m.(2)在d点有:mg+F=mvd2R代入数据解得:F=1.1N.管道对小球的作用力方向向下.答:(1)小球从最高点d抛出后的水平射程为265m:(2)小球经过轨道的最高...
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