分析 (1)物塊在D點時,由合力提供向心力,由向心力的公式可以求得在D點的速度大。
(2)從C到D的過程中,物體的機械能守恒,由此求出物塊通過C點的速度.在C點時,對物體受力分析,重力和支持力的合力作為向心力,由向心力的公式可以求得小球受得支持力的大小,再由牛頓第三定律可以得到物塊對軌道壓力的大。
(3)從A到D的過程中,物體的機械能守恒,從而可以求得小球釋放時離最低點的高度h,得到高度差h與圓弧軌道半徑R的比值.
解答 解:
(1)物塊在D點時,由合力提供向心力,則有
FND+mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
據(jù)題有 FND=mg
解得 vD=$\sqrt{2gR}$
(2)物塊在C點時,由牛頓第二定律有:
FNC-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
從C到D的過程,由機械能守恒定律有:
$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$+mg•2R
聯(lián)立解得 FNC=7mg
聯(lián)立上式并根據(jù)牛頓第三定律知 物塊運動到最低點C時對軌道的壓力 FNC′=FNC=7mg
(3)由A到C,根據(jù)機械能守恒定律知:
mgh=$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
在C點,由牛頓第二定律有:FNC-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$
聯(lián)立得 $\frac{h}{R}$=3
答:
(1)物塊運動到最低點D時的速度大小是$\sqrt{2gR}$;
(2)物塊運動到最低點C時對軌道的壓力大小是7mg;
(3)A、C的高度差h與圓弧軌道半徑R的比值是3.
點評 此題考查圓周運動和機械能守恒定律的應(yīng)用,注意分析清楚各部分的運動特點,恰當選取運動過程和位置進行分析,然后采用相應(yīng)的規(guī)律求解即可.
科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 只要兩個分運動是直線運動,合運動一定也是直線運動 | |
B. | 合運動的時間等于各分運動經(jīng)歷的時間之和 | |
C. | 做圓周運動的物體,加速度方向不一定指向圓心 | |
D. | 做曲線運動物體的速度可能不變 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 第一階段摩擦力對物體做正功,第二階段摩擦力對物體做負功 | |
B. | 第一階段摩擦力對物體做的功大于第一階段物體動能的增加量 | |
C. | 第一階段物體和傳送帶間的摩擦生熱等于第一階段物體機械能的增加量 | |
D. | 全過程物體與傳送帶間的摩擦生熱等于從頂端到底端全過程機械能的增加量 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 電場力與重力合力方向垂直于AC方向 | |
B. | 電場強度大小為E=$\frac{mg}{q}$ | |
C. | 小球下落高度$\frac{3}{4}$gt2 | |
D. | 此過程增加的電勢能等于$\frac{1}{2}$mg2t2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 小球從A運動到B所用時間為$\frac{\sqrt{2}{v}_{0}}{2g}$ | B. | 小球的電荷量等于$\frac{(\sqrt{3}-1)mg}{2E}$ | ||
C. | AB間的距離等于$\frac{(\sqrt{3}+1){v}_{0}^{2}}{2g}$ | D. | 從A到B小球減少的電勢能為mv02 |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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