如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,ADDCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N,改变H的大小,可测出相应的N的大小NH的变化关系如图乙折线PQI所示(PQQI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8 N),重力加速度g取10m/s2,求:
(1)小物块的质量m
(2)圆轨道的半径及轨道DC所对应的圆心角θ;(可用角度的三角函数值表示)
(3)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ。

◎ 答案

解:(1)如果物块只在圆轨道上运动,则由动能定理得
mgHmv2
解得v
由向心力公式Nmgm
NmmgHmg
结合PQ直线可知mg=5N得
m=0.5 kg。
(2)由图像可知=10得R=1m
cosθ=0.8,θ=37 °
(3)如果物块由斜面上滑下,由动能定理得
mgHμmgcosθmv2
解得mv2=2mgHmg(H-0.2)
由向心力公式Nmgm
Nmmg
Hμmgmg
结合QI直线知μmgmg=5.8
解得μ=0.3

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出…”主要考查了你对  【向心力】,【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。

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