2011届高三石家庄市一模试题更改:

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2011届高三石家庄市一模试题更改:

公主 冷月无声

发布日期:2011-04-14 14:08:17

2011届高三石家庄市一模试题更改:








公主 冷月无声

发布日期:2011-04-11 06:59:28


26. (石家庄2011届高三一模)(21分)如图所示,将一端带有半圆形光滑轨道的凹槽固定在水平面上,凹槽的水平部分AB粗糙且与半圆轨道平滑连接,AB长为2L。圆轨道半径为L/4。凹槽的右端固定一原长为L的轻质弹簧P1P1的左端与长为L质量为2m的圆筒相接触,但不栓接。圆筒内部右端栓接一完全相同的弹簧P2,用直径略小于圆筒内径、质量为m的小球将弹簧P2压缩L/2,再用销钉K将小球锁定在圆筒内(小球与P2不栓接)。球与圆筒内壁间的动摩擦因数为u,圆筒与凹槽水平部分间的动摩擦因数为2u。用圆筒将弹簧P1也压缩L/2,由静止释放,圆筒恰好不滑动。现将销钉K突然拔掉,同时对圆筒施加一水平向左的拉力,使圆筒向左做匀加速运动,到B点时圆筒被卡住立刻停止运动,小球沿半圆形轨道从C点水平抛出。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,小球可视为质点,圆筒壁的厚度忽略不计。

(1) 若小球通过半圆形轨道最高点C时,轨道对小球的压力是小球重力的3倍,求小球射出圆筒时的速度大小

(2) 若使圆筒运动到B点之前,弹簧P2长度不变,求拉力初始值的取值范围

(3) 若拉力的初始值为18umg,且小球从C处平拋后,恰好未撞击圆筒,求圆筒从静止运动到B点过程中拉力所做的功

 
公主 冷月无声

发布日期:2011-04-13 18:43:19


1)(6分)小球过最高点时,根据向心力公式

………….2

小球从B点到最高点C过程中机械能守恒

…………….2

…………………………….2

(2)(10分)由于筒恰好不动,对筒和小球:

……………………2分

拔掉销钉,设小球所允许的加速度最大值是a1,应有

………………………2分

最小值是a2,应有 ………………………2分

刚拔掉销钉时,对筒和小球:

…………………2分

以上解得: 15umg≤F21umg ……………………………2分

(3) 拉力的初始值为 18umg,所以给定初始拉力仍在上问范围内,在运动到B点以

前,弹P2的长度不变,设加速度为a0

对整体:

18umg+kL/2-2u×3mg=3ma0 …………………………1分

到B处时,VB2=2a0L/2

从C点平抛 L=VCt L/2=1/2gt2

从开始到小球运动到C点,对小球:

Wb-umgL/2-mgL/2=mVc2/2 – mVB2/2

对筒和小球整体,从静止开始运动到B点,由功能关系得

WF+Wa-2u×3mg×L/2=3mVB2/2 ……………1分

联立以上解之得

…………………………1分

 
公主 冷月无声

发布日期:2011-04-13 18:44:49


写好这个题的答案真费劲啊。。。
 
公主 冷月无声

发布日期:2011-04-13 18:51:46


上题补充说明,由于两弹簧形变量一样,所以弹性势能的变化(或弹力做功)一样多,故有Wa=Wb,这样可以避开高中阶段弹性势能的求解不考查涉及到的公式。
 
公主 冷月无声

发布日期:2011-04-14 14:08:17


再次更正,最后答案应是:(29/2u-1)mgl