首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
动能定理
> 正文
返回
打印
如图所示，半径R=0.80m的14光滑圆弧轨道竖直固定，过最低点的半径OC处于竖直位置．其右方有底面半径r=0.2m的转筒，转筒顶端与C等高，下部有一小孔，距顶端h=0.8m．转筒的轴
网友投稿 2022-11-05 00:00:00 零零社区
◎ 题目
如图所示，半径R=0.80m的
1
4
光滑圆弧轨道竖直固定，过最低点的半径OC处于竖直位置．其右方有底面半径r=0.2m的转筒，转筒顶端与C等高，下部有一小孔，距顶端h=0.8m．转筒的轴线与圆弧轨道在同一竖直平面内，开始时小孔也在这一平面内的图示位置．今让一质量m=0.1kg的小物块自A点由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点，但未反弹，在瞬问碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度立刻减为0，而沿切线方向的分速度不变．此后，小物块沿圆弧轨道滑下，到达C点时触动光电装置，使转筒立刻以某一角速度匀速转动起来，且小物块最终正好进入小孔．已知A、B到圆心O的距离均为R，与水平方向的夹角均为θ=30°，不计空气阻力，g取l0m/s
2
．求：
（1）小物块到达C点时对轨道的压力大小 F
C
；
（2）转筒轴线距C点的距离L；
（3）转筒转动的角速度ω．
◎ 答案
（1）小物块由A→B的过程中，
2mgRsin30°=
1
2
mv
B
2
v
B
=4m/s
在瞬间碰撞过程中，小物块沿半径方向的分速度立刻减为0，沿切线方向的分速度不变．
则碰撞后瞬间小物块速度
v
B
'=v
B
cos30°=2
3
m/s
小物块由B→C的过程中根据动能定理得：
mgR（1-sin30°）=
1
2
mv
C
2
-
1
2
mv
B
'
2
v
C
=
20
m/s
小物块在C点，根据向心力公式得：
F-mg=
v
C
2
R
解得：F=3.5N
所以由牛顿第三定律知，小物块对轨道压力的大小F
C
=3.5N
（2）小球由C到小孔做平抛运动
h=
1
2
gt
2
解得：t=0.4s
所以L=v
C
t+r=（0.8
5
+0.2）m
（3）小物块最终正好进入小孔，所以在小球做平抛运动的时间里，转筒正好转了n圈，
即t=nT=n
2π
ω
（n=1，2，3…）．
解得：ω=
2nπ
t
=5nπrad/s （n=1，2，3…）．
答：（1）小物块到达C点时对轨道的压力大小为3.5N；
（2）转筒轴线距C点的距离L为（0.8
5
+0.2）m；
（3）转筒转动的角速度ω为5nπrad/s （n=1，2，3…）．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，半径R=0.80m的14光滑圆弧轨道竖直固定，过最低点的半径OC处于竖直位置．其右方有底面半径r=0.2m的转筒，转筒顶端与C等高，下部有一小孔，距顶端h=0.8m．转筒的轴…”主要考查了你对 【平抛运动】，【线速度】，【角速度】，【动能定理】 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。
http://www.00-edu.com/html/202211/363979.html
十二生肖
十二星座
