)如圖所示,ABC為一細(xì)圓管構(gòu)成的圓軌道,將其固定在豎直平面內(nèi),軌道半徑為R(比細(xì)圓管的半徑大得多),OA水平,OC豎直,最低點為B,最高點為C,細(xì)圓管內(nèi)壁光滑。在A點正上方某位置有一質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點)由靜止開始下落,剛好進(jìn)入細(xì)圓管內(nèi)運(yùn)動。已知細(xì)圓管的內(nèi)徑稍大于小球的直徑,不計空氣阻力。

(1)若小球經(jīng)過C點時恰與管壁沒有相互作用,求小球經(jīng)過C點時的速度大。
(2)若小球剛好能到達(dá)軌道的最高點C,求小球經(jīng)過最低點B時的速度大小和軌道對小球的作用力大。
(3)若小球從C點水平飛出后恰好能落回到A點,求小球剛開始下落時距離A點的高度。

(1)(2)2;5mg(3)1.25R

解析試題分析:(1)因為小球通過C點時與管壁無相互作用力,
所以重力充當(dāng)向心力
解得vc=
(2)因為小球恰好到達(dá)最高點C,所以小球通過C點時速度為零,
對小球由B到C的過程根據(jù)動能定理,
 
解得vB=2
對經(jīng)過B點時,根據(jù)牛頓第二定律得    
解得FN=5mg
(3)小球從C點飛出后做平拋運(yùn)動 則 ,
聯(lián)立解得
從開始下落到經(jīng)過C點,根據(jù)機(jī)械能守恒定律
解得h=1.25R
考點:此題考查了圓周運(yùn)動及平拋運(yùn)動;考查的知識點有牛頓定律及機(jī)械能守恒定律。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如圖所示,一輛汽車以V0=15m/s的速率通過一座拱橋的橋頂時,汽車對橋面的壓力等于車重的一半。取g =10m/s2,求:

(1)這座拱橋的半徑R;
(2)若要使汽車過橋頂時對橋面恰無壓力,則汽車過橋頂時的速度V的大。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(20分)如圖所示,四分之一光滑絕緣圓弧軌道AP和水平絕緣傳送帶PC固定在同一豎直平面內(nèi),圓弧軌道的圓心為O,半徑R0傳送帶PC之間的距離為L,沿逆時針方向的運(yùn)動速度v=.在PO的右側(cè)空間存在方向豎直向下的勻強(qiáng)電場。一質(zhì)量為m、電荷 量 為+q的小物體從圓弧頂點A由靜止開始沿軌道下滑,恰好運(yùn)動到C端后返回。物體與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為,不計物體經(jīng)過軌道與傳送帶連接處P時的機(jī)械能損失,重力加速度為g。

(1)求物體下滑到P點時,物體對軌道的壓力F
(2)求物體返回到圓弧軌道后,能上升的最大高度H
(3)若在PO的右側(cè)空間再加上方向垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場 (圖中未畫出),物體從圓弧頂點A靜止釋放,運(yùn)動到C端時的速度為,試 求 物體 在傳送帶上運(yùn)動的時間t。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(8分)如圖所示,水平地面上放置一個質(zhì)量為m的物體,在與水平方向成θ角、斜向右上方的拉力F的作用下沿水平地面運(yùn)動。物體與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g。求:

(1)若物體在拉力F的作用下能始終沿水平面向右運(yùn)動,拉力F的大小范圍;
(2)已知m=10 kg、μ=0.5,g=10 m/s2,若物體以恒定加速度a=5 m/s2向右做勻加速直線運(yùn)動,維持這一加速度的拉力F的最小值。

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

(14分)中央電視臺在娛樂節(jié)目中曾推出一個游戲節(jié)目——推礦泉水瓶. 選手們從起點開始用力推瓶一段時間后,放手讓瓶向前滑動,若瓶最后停在桌上有效區(qū)域內(nèi),視為成功;若瓶最后沒有停在桌上有效區(qū)域內(nèi)或在滑行過程中倒下均視為失敗. 其簡化模型如圖所示,AC是長度為L1="5" m的水平桌面,選手們將瓶子放在A點,從A點開始用一恒定不變的水平推力推瓶,BC為有效區(qū)域. 已知BC長度L2="1" m,瓶子質(zhì)量m="0.5" kg,瓶子與桌面間的動摩擦因數(shù) 某選手作用在瓶子上的水平推力F="20" N,瓶子沿AC做直線運(yùn)動,假設(shè)瓶子可視為質(zhì)點,該選手要想游戲獲得成功,試問:

(1)推力作用在瓶子上的時間最長為多少?
(2)推力作用在瓶子上的距離最小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

如下圖是利用傳送帶裝運(yùn)煤塊的示意圖.其中,傳送帶足夠長,傾角θ=37°,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪軸頂端與運(yùn)煤車底板間的豎起高度H=1.8 m,與運(yùn)煤車車箱中心的水平距離x=1.2 m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運(yùn)動,后與傳送帶一起做勻速運(yùn)動,到達(dá)主動輪時隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動.要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車箱中心,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,求:

(1)傳送帶勻速運(yùn)動的速度v及主動輪和從動輪的半徑R;
(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與傳送帶速度相同所經(jīng)過的時間t0.

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

把一個質(zhì)量為1 kg的物體放在水平面上,用8 N的水平拉力使物體從靜止開始運(yùn)動,物體與水平面的動摩擦因數(shù)為0.2,物體運(yùn)動2 s時撤掉拉力。(g取10 m/s2)
求:(1)2 s末物塊的動能。
(2)2 s后物塊在水平面上還能向前滑行的最大距離。

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

用計算機(jī)輔助實驗系統(tǒng)做驗證牛頓第三定律的實驗,點擊實驗菜單中“力的相互作用”。如圖(a)所示,把兩個力探頭的掛鉤鉤在一起,向相反方向拉動,觀察顯示器屏幕上出現(xiàn)的結(jié)果[圖(b)]。分析兩個力傳感器的相互作用力隨時間變化的曲線,以下結(jié)論錯誤的是:

A.作用力與反作用力大小時刻相等
B.作用力與反作用力作用在同一物體上
C.作用力與反作用力大小同時變化
D.作用力與反作用力方向相反

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

關(guān)于作用力與反作用力,下列說法不正確的是(   )

A.作用力和反作用力,可以是接觸力,也可以是非接觸力
B.作用力和反作用力等大反向合力為零
C.作用力和反作用力,都是同種性質(zhì)的力,且同時產(chǎn)生,同時消失
D.作用力和反作用力作用在不同物體上,可產(chǎn)生不同的作用效果

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