如图所示,倾角为α的光滑斜面与半径为R=0.4m半圆形光滑轨道在同一竖直平面内,其中斜面与水平面BE光滑连接,水平面BE长为L=0.4m,直径CD沿竖直方向,C、E可看做重合。现有

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,倾角为α的光滑斜面与半径为R=0.4 m半圆形光滑轨道在同一竖直平面内,其中斜面与水平面BE光滑连接,水平面BE长为L=0.4 m,直径CD沿竖直方向,C、E可看做重合。现有一可视为质点的小球从斜面上距B点竖直距离为H的地方由静止释放,小球在水平面上所受阻力为其重力的。(取g=10 m/s2)求:

(1)若要使小球经E处水平进入圆形轨道且能沿轨道运动,H至少要有多高?如小球恰能沿轨道运动,那么小球在水平面DF上能滑行多远?
(2)若小球静止释放处离B点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的G点,求此h的值。

◎ 答案

(1)H≥0.28 m   5 m(2)0.18 m

◎ 解析


试题分析:(1)小球从光滑斜面轨道下滑,机械能守恒,设到达B点时的速度大小为v,则
mgH=mv2
因为小球在水平面所受阻力为其重力的
根据牛顿第二定律a==2 m/s2
vE2-v2=-2aL
小球能在竖直平面内做圆周运动,在圆形轨道最高点必须满足:
mg≤m
联立以上几式并代入数据得:H≥0.28 m
小球恰能沿轨道运动,根据动能定理:
mg·2R-kmg·x=0-mvE2,x=5 m。
(2)若h<H,小球过E点后做平抛运动,设球经E点时的速度大小为vx,则击中半圆中点G时:
竖直方向:R=gt2
水平方向:R=vxt
由动能定理:mgh-kmgL=mvx2
联立以上三式并代入数据得h=0.18 m。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,倾角为α的光滑斜面与半径为R=0.4m半圆形光滑轨道在同一竖直平面内,其中斜面与水平面BE光滑连接,水平面BE长为L=0.4m,直径CD沿竖直方向,C、E可看做重合。现有…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  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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