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[转载]曲线运动(四)——人拉小船模型

(2013-12-27 09:17:04)
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分类: 物理教学

人拉小船

 

如图所示,在河岸上利用定滑轮拉绳绳使小船靠岸,拉绳的速度为v,当绳与水平面成θ角时,船的速度是多少?

http://s7/middle/56b3cd5chc7bbec63a716&690

解析:

方法一:

1、找关联点(A点)

2、判断合速度(水平向左)

3、速度的合成与分解(沿绳子与垂直绳子)

4、验证正误(新位置在两坐标轴方向上)

http://s8/middle/56b3cd5chc7bbed66e917&690

方法二:微元法:

1、关联点在很短时间内经过一小位移S

2、绳子缩短了S′=OA-OB=PA=Scosθ

3、速度比即是位移比。

http://s5/middle/56b3cd5chc7bbee2be154&690

1、如图所示,以速度v沿竖直杆匀速下滑的物体A。用细绳通过滑轮拉物体B,当绳与水平面的夹角为θ时,物体B 的速率为多少?(用v、θ表示)

http://s16/middle/56b3cd5chc7bbeee3b03f&690

答:vsinθ

2、如图,两定滑轮间距离为2d,质量相等的小球A和B通过细长的绳子带动小球C上升,在某一时刻连接C球的两绳夹角为2α,绳子张力为T,A、B下落的速度为v,不计滑轮摩擦和绳子和质量,绳子也不能升长。此时C球上升的速度是多少?若C球质量与A、B球相同均为m,α=30°时,三球从静止开始运动,则α=45°时,C球的速度是多少?

http://s4/middle/56b3cd5chc7bbf2d57363&690

答: http://s7/middle/56b3cd5chc7bbf4e50996&690

3、如图所示,一个长直轻杆AB在墙角沿竖直墙和水平地面滑动,当AB杆和墙的夹角为θ时,杆的A端沿墙下滑的速度大小为v1,B端沿地面的速度大小为v2。则v1、v2的关系是:(C)

A、v1=v             B、v1=v2cosθ            C、v1=v2tgθ        D、v1=v2sinθ

http://s14/middle/56b3cd5chfcd579e88aed&690

4.如右图所示,水平面上有一物体,人通过定滑轮用绳子拉它,在图示位置,若人的速度为5m/s,则物体的瞬时为多大?

http://s7/middle/56b3cd5chc7bbf8d46606&690

答:http://s1/middle/56b3cd5chc7bbfad2e050&690

5、如图所示,光屏与平面镜M的初始位置平行,相距为d,点光源S发出的光线垂直入射到平面镜上,当平面镜绕垂直于过其中心O的轴以角速度ω逆时针匀速转过30°时,入射光线SO的反射光线在光屏上形成的光斑P的瞬时速度是多少?

http://s2/middle/56b3cd5chc7bc06ea2081&690

(答:8ωd)

6.如右图所示,长为L的轻细直杆一端可绕水平地面上的O点在竖直平面内转动,另一端固定一质量为M的小球,杆一直靠在正方体箱子的左上角边上,箱子的质量为m.边长为L/4,杆与水平方向的夹角为θ,现将杆由45°角的位置静止释放,不计一切摩擦,当杆与水平方向=30°时,小球的运动速度___________

http://s15/middle/56b3cd5chc7bc08e9410e&690

7.如图所示,杆OA长为R,可绕过O点的水平轴在竖直平面内转动,其端点A系着一跨过定滑轮B、C的不可伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M。滑轮的半径可忽略,B在O的正上方,OB之间的距离为H。某一时刻,当绳的BA段与OB之间的夹角为α时,杆的角速度为ω,求此时物块M的速率Vm.

http://s12/middle/56b3cd5chc7bc098aa52b&690

8.如图所示,一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮O1、O2和质量mB=m的小球连接,另一端与套在光滑直杆上质量mA=m的小物块连接,已知直杆两端固定,与两定滑轮在同一竖直平面内,与水平面的夹角θ=60°,直杆上C点与两定滑轮均在同一高度,C点到定滑轮O1的距离为L,重力加速度为g,设直杆足够长,小球运动过程中不会与其它物体相碰。现将小物块从C点由静止释放,试求:

(1)小球下降到最低点时,小物块的机械能(取C点所在平面为参考平面);

(2)小物块能下滑的最大距离;

(3)小物块在下滑距离为L时的速度。

    http://s13/middle/56b3cd5chc7bc0b255b5c&690     http://s2/middle/56b3cd5chc7bc0b24eec1&690

9.如图所示,一根长为l的细刚性轻杆的两端分别连接小球a和b,它们的质量分别为2m和m,杆可绕距a球为l/4处的水平定轴O在竖直平面内转动。初始时杆处于竖直位置,小球b几乎接触桌面,在杆的右边水平桌上,紧挨着细杆放着一个质量为m的立方体匀质物块,图中为过立方体物块A中心且与细杆共面的截面。现用一水平恒力F作用于a球 ,使之绕O轴逆时针转动。设在此过程中立方体物块没有发生转动,且小球b与立方体物块始终接触没有分离。物体A与地面间的动摩擦因数为μ,小球b与A间的摩擦不计。求当a转过α角时

(1)球与物块A组成的系统机械能如何变化?变化了多少?

(2)小球b的速度多大?

 http://s15/middle/56b3cd5chc7bc0dc487de&690         http://s7/middle/56b3cd5ch7a5f9afd1556&690

10.一个半径R=0.6m的光滑半圆细环竖直放置并固定在水平桌面上,O为圆心,A为半圆环上左边最低点,C为半圆环最高点,环上套有一个质量为m=1kg的小球甲,甲可以沿着细环轨道在竖直平面内做圆周运动。在水平桌面上方固定了B、D两个定滑轮,定滑轮的大小不计,与半圆环在同一竖直平面内,它们距离桌面的高度均为h=0.8m,定滑轮B恰好在O点的正上方。现通过两个定滑轮用一根不可以伸长的细线将甲与一个质量为M=2kg的物体乙连接在一起,一开始用手托住乙,使小球甲处于A点,细线伸直,当乙由静止释放后。

(1)甲运动到C点时的速度大小是多少?

(2)甲、乙速度大小相等时,它们的速度大小是多少?

http://s13/middle/56b3cd5chc7bc0fab49cc&690

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