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如图所示,光滑水平面与一半径为R处在竖平面内的光滑圆轨道相切,质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0向右运动进入圆轨道,在图中虚线位置脱离轨道,重力加速度为g,下述说

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图所示,光滑水平面与一半径为R处在竖平面内的光滑圆轨道相切,质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0向右运动进入圆轨道,在图中虚线位置脱离轨道,重力加速度为g,下述说法正确的是(  )
A.初速度v0应满足

2gR
v0

5gR
B.小球脱离轨道后做平抛运动
C.小球脱离轨道时的速度大小为v=

v20
-2gR
3
D.在脱离轨道之前小球对轨道的压力大小保持不变
魔方格

◎ 答案

A、若小球恰好运动到与圆心等高处,根据动能定理得:
0-
1
2
mv02
=-mgR
解得:v0=

2gR

若小球恰好能运动到最高点,此时重力提供向心力,根据向心力公式得:
mg=m
v2
R

解得:v=

gR

根据动能定理得:
1
2
mv2
-
1
2
mv02
=-2mgR
解得:v0=

5gR

所以要使小球在图中虚线位置脱离轨道,则初速度v0应满足

2gR
v0

5gR
,故A正确;
B、小球脱离后做斜抛运动,故B错误;
C、脱落的瞬间轨道对小球的压力恰好为零,重力的指向圆心的分量提供向心力,则有:
mgcosθ=m
v2
R

1
2
mv2
-
1
2
mv02
=-mg(R+Rcosθ)
解得:v=

v20
-2gR
3
,故C正确;
D、在最低点有:N-mg=m
v2
R
,此时速度最大,所以此时N也是最大的,故D错误.
故选AC

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,光滑水平面与一半径为R处在竖平面内的光滑圆轨道相切,质量为m的小球(可视为质点)以初速度v0向右运动进入圆轨道,在图中虚线位置脱离轨道,重力加速度为g,下述说…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【牛顿第二定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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