【題目】仔細(xì)觀察下圖,回答相關(guān)問題。

(1)讓小球從斜軌道由靜止自由滾下,當(dāng)h=2R時小球能過圓軌道的最高點嗎?為什么?(寫出小球通過最高點的條件)

(2)小球從斜軌道上h至少為多大的位置自由滾下才能通過圓軌道的最高點?(試用動能定理和機械能守恒定律分別求解)

(3)現(xiàn)使豎直圓軌道不光滑,將小球的釋放高度升高至h=4R,試討論:若小球不脫離圓軌道,則小球在豎直圓軌道上運動時,克服阻力做功應(yīng)滿足的條件。

【答案】1)不能,見解析;(22.5R;(3。

【解析】

(1)小球恰好通過圓軌道最高點,即在最高點重力恰好全部提供向心力,有

可得

即小球通過最高點的條件為在最高點的速度

而當(dāng)小球從h=2R處靜止?jié)L下時,根據(jù)機械能守恒可知小球如果到達(dá)最高點時速度為零,不滿足小球能夠通過最高點的條件,故小球不能通過最高點;

(2)(1)可知小球能夠通過最高點,在最高點的最小速度為,根據(jù)動能定理可知

解得h=2.5R;

此過程中設(shè)軌道最低點為零勢能面,也可以根據(jù)機械能守恒定律可得

解得h=2.5R;

(3)要使小球不脫離軌道則要么能夠通過圓軌道,要么小球在到達(dá)和圓心等高處或之前速度減為零,小球能夠沿軌道返回。當(dāng)小球恰能夠通過圓軌道時,根據(jù)動能定理有

解得

所以要能通過圓弧最高點應(yīng)滿足

當(dāng)小球恰好到達(dá)與圓心等高處時速度為零,根據(jù)動能定理有

解得

所以此種情況小球能夠返回需滿足

綜上分析可知,要使小球不脫離軌道克服阻力做功應(yīng)滿足。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】用手握住瓶子,使瓶子在豎直方向靜止,如果握力加倍,則手對瓶子的摩擦力

A.方向由向下變成向上

B.手越干越粗糙,摩擦力越大

C.握力越大,摩擦力越大

D.只要瓶子不動,摩擦力大小就不變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示的是一個物體的運動圖象,下列說法正確的是( )

A. 物體3s末開始改變速度方向

B. 物體4s末開始改變位移方向

C. 物體在第5s內(nèi)的加速度的大小大于第1s內(nèi)加速度的大小

D. 物體在前5s內(nèi)的位移方向改變

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】在光滑絕緣水平面上,三個帶電小球a、bc分別位于邊長為l的正三角形的三個頂點上;a、b帶正電,電荷量均為q,整個系統(tǒng)置于方向水平的勻強電場中。若三個小球均處于靜止?fàn)顟B(tài),則c球的帶電量為( 。

A.+q B.-q C.+2qD.-2q

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】探究碰撞中的守恒量實驗中,某同學(xué)用如圖所示裝置探究 A、B 兩球在碰撞中系統(tǒng)動量是否守恒。實驗中選取兩個半徑相同、質(zhì)量不等的小球,實驗裝置和具體做 法如下:圖中 PQ 是斜槽,QR 為水平槽,實驗時先將 A 球從斜槽上某一固定位置 G 由靜止釋放,落到位于水平地面的記錄紙上,留下痕跡。重復(fù)上述操作 10次,得到 10 個落點 痕跡。再把 B 球放在水平槽上靠近槽末端的地方,將 A 球仍從位置 G 由靜止釋放,和 B球碰撞后,A、B 球分別在記錄紙上留下各自的落點痕跡。重復(fù)這種操作 10 次,并畫出實 驗中 A、B 兩小球落點的平均位置。圖中 F、E 點是 A B 球前后的平均落點,J B 的平均落點,O 點是水平槽末端 R在記錄紙上的垂直投影點。 依據(jù)上述實驗裝置和做法,回答下面問題:

(1)兩小球的質(zhì)量 m1、m2 應(yīng)滿足 m1________m2(填寫“>”、“=”“<”);

(2)現(xiàn)有下列器材,為完成本實驗,必需的是_____ ;

A.秒表 B.刻度尺

C.天平 D.學(xué)生電源

(3)如果碰撞中系統(tǒng)動量守恒,根據(jù)圖中各點間的距離, 則下列式子正確的是____。

A

B

C

D

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】日本石頭平衡大師Kokei Mikuni能不可思議地將石頭堆疊在一起保持靜止,下列說法正確的是

A. B石頭對A石頭的支持力大于A石頭對B石頭的壓力

B. B石頭對A石頭的作用力就是A石頭的重力

C. B石頭對A石頭的作用力一定經(jīng)過A石頭的重心

D. B石頭與A石頭之間一定沒有摩擦力

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示左側(cè)為一個固定在水平桌面上的半徑為的半球形碗,碗口直徑AB水平,O點為球心。碗的內(nèi)表面及碗口光滑,右側(cè)是一個足夠長的固定光滑斜面。一根不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩跨過碗口及豎直固定的輕質(zhì)光滑定滑輪,細(xì)繩兩端分別系有可視為質(zhì)點的小球和物塊,,開始時點,在斜面上且距斜面頂端足夠遠(yuǎn),此時連接的細(xì)繩與斜面平行且伸直,C點在圓心O的正下方。由靜止開始釋放沿半球形碗運動,則下列說法中正確的是

A.A點運動到C點的過程中,機械能守恒

B.的速率不可能大于的速率

C.A點運動到C點的過程中,小球重力的功率一直增大

D.當(dāng)運動到C點時繩斷開,可能沿碗面上升到B

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】(13分)如圖所示,傳送帶與地面傾角θ=37o,從A到B長度為,傳送帶以=10m/s 的速率逆時針轉(zhuǎn)動.在傳送帶上端A無初速地放一個質(zhì)量為m=0.5kg的黑色煤塊,它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.5.煤塊在傳送帶上經(jīng)過會留下黑色劃痕 已知sin37o=0.6,g=10,(1)求煤塊從A到B的時間。(2)煤塊從A到B的過程中傳送帶上形成劃痕的長度。

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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,足夠長的U形框架寬度是L0.5m,底端接有一個定值電阻R,框架電阻忽略不計,其所在平面與水平面成θ37°角,磁感應(yīng)強度B1T的勻強磁場方向垂直于導(dǎo)體框平面,一根質(zhì)量為m0.1kg、有效電阻r的導(dǎo)體棒MN垂直跨放在U形框架上,該導(dǎo)體棒與框架間的動摩擦因數(shù)μ0.5,導(dǎo)體棒由靜止開始沿框架下滑到剛開始勻速運動時,通過導(dǎo)體棒橫截面的電荷量為Q2C,sin37°0.6,cos37°0.8,g=10m/s2。求:

(1)導(dǎo)體棒勻速運動的速度大;

(2)導(dǎo)體棒從靜止開始下滑到剛開始勻速運動,這一過程中導(dǎo)體棒的有效電阻消耗的電功。

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