零零教育信息网 首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 机械能守恒定律 > 正文 返回　打印

为了纪念2008年奥运会的成功举办，某公司为某游乐园设计了如图所示的玩具轨道，其中EC间的“2008”是用内壁光滑、透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道，AB是竖直放置的光滑圆管轨道，
网友投稿  2022-11-10 00:00:00  零零社区

◎ 题目

为了纪念2008年奥运会的成功举办，某公司为某游乐园设计了如图所示的玩具轨道，其中EC间的“2008”是用内壁光滑、透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道，AB是竖直放置的光滑圆管轨道，B、E间是粗糙的水平平台，管道B、E、C端的下表面在同一水平线上且切线均为水平方向。现让质量m=0.5Kg的闪光小球（可视为质点）从A点正上方的Q处自由落下，从A点进入轨道，依次经过圆管轨道AB、平台BE和“8002”后从C点水平抛出。已知圆管轨道半径=0.4m，“O”字形圆形轨道半径=0.02m。Q点距A点高H=5m，到达“O”字形轨道最低点P时的速度为10m/s,，取g=10m/s2。求：

（1）小球到达O字形圆形轨道顶端N点时受到的轨道的弹力；
（2）在D点正上方高度为0.038m处设置一垂直于纸面粗细可不计的横杆，若D到C的水平距离为0.1m，则小球应距A点正上方多高处释放时，才能刚好能够从横杆上越过？

◎ 答案

（1）设小球到达“O”字形圆形轨道最低点P点时的速度为v1，小球到达“O”字形圆形轨道顶端N点时的速度为v2，受到轨道的压力为FN。

则小球从“O”字形圆形轨道的最低点P到达“O”字形圆形轨道的最高点N点的过程中，由机械能守恒得：①3分
当小球到达“O”字形圆形轨道顶端N点时，由牛顿第二定律得： ② 3分
由①②解得
 …③  2分
（2）小球从最高处Q到管口A的过程中，只有重力做功，由管口A至经圆管轨道，然后沿弯管到达“O”字形圆形轨道的最低点P点的过程中，重力、摩擦力都做功。
即小球从最高处Q到达“O”字形圆形轨道的最低点P点的过程中，由动能定理得：
……④   3分
由式解得)-="2.2J " … ⑤     1分
根据题目给出数据，设小球下落至横杆高度处下落的高度差为△h，对应所用时间，
…⑥      1分
为使小球刚好能够从横杆上越过(对应水平位移为x)，小球离开D点时的速度为
……⑦  1分
设小球再次释放时的高度为h，注意到小球在水平地面上运动时，摩擦力所做的
功仍为Wf，对从A点正上方开始下滑至C点的运动过程中，由
 ……⑧  3分
代入数据，得h="1.29m" …… ⑨    1分

◎ 解析

略

◎ 知识点

    专家分析，试题“为了纪念2008年奥运会的成功举办，某公司为某游乐园设计了如图所示的玩具轨道，其中EC间的“2008”是用内壁光滑、透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道，AB是竖直放置的光滑圆管轨道，…”主要考查了你对  【机械能守恒定律】  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。



http://www.00-edu.com/html/202211/370206.html十二生肖
十二星座