如图所示,一可视为质点的物体质量为m=1kg,在左侧平台上水平抛出,在A点速度方向恰好沿圆弧切线方向,且无能量损失进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点,
◎ 题目
如图所示,一可视为质点的物体质量为m=1 kg,在左侧平台上水平抛出,在A点速度方向恰好沿圆弧切线方向,且无能量损失进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点,其连线水平,O为轨道的最低点,已知圆弧半径为R=1.0 m,对应圆心角为θ=106°,平台与AB连线的高度差为h=0.8 m。(重力加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)求: (1)物体做平抛运动的初速度 (2)物体运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力。 |
◎ 答案
(1) v0=3 m/s. (2) 43 N |
◎ 解析
(1)由于物体无碰撞进入圆弧轨道,即物体落到A点时速度方向沿A点切线方向,设此时速度方向与水平方向夹角为α,则 tan α===tan53°①(1分) 又h=gt2②(1分) 而vy=gt③(1分) 联立①②③式得v0=3 m/s.④(1分) (2)设物体运动到最低点的速度为v,由机械能守恒得 mv2-mv=mg[h+R(1-cos53°)]⑤(3分) 在最低点,根据牛顿第二定律,有 FN-mg=m⑥(2分) 联立④⑤⑥式得FN=43 N 由牛顿第三定律知,物体对轨道的压力为43 N.(1分) 本题考查平抛运动和圆周运动、动能定理的应用,从A点沿切线进入圆弧轨道,可求出竖直分速度和水平分速度,由平抛开始到O点应用动能定理可求出末速度大小,再由最低点的牛顿第二定律列式求解 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,一可视为质点的物体质量为m=1kg,在左侧平台上水平抛出,在A点速度方向恰好沿圆弧切线方向,且无能量损失进入光滑竖直圆弧轨道,并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点,…”主要考查了你对 【平抛运动】 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。- 最新内容
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