竖直放置的半径R=80cm的半圆形光滑轨道与水平轨道相连接,连接点为P.质量为m=50g的小球以一定的初速度由水平轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁运动到最高点M,如果球A经过N点时

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

竖直放置的半径R=80cm的半圆形光滑轨道与水平轨道相连接,连接点为P.质量为m=50g的小球以一定的初速度由水平轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁运动到最高点M,如果球A经过N点时速度vN=8m/s,经过M点时对轨道的压力为0.5N.重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球经过半圆轨道的P点时对轨道的压力大小.
(2)小球从N点运动到M点的过程中克服摩擦阻力做的功.
魔方格

◎ 答案

(1)对小球在最高点M受力分析,小球受重力和轨道对球的压力,
根据牛顿第二定律得:
 F=F+mg=m
v2M
R

代数解得:vM=4m/s   
运用动能定理研究P点到M点则有:
 
1
2
mvM2-
1
2
mvP2=-mg2R
代数解得:vP=4

3
 m/s         
在最低点P对球受力分析,根据牛顿第二定律得:
 FN-mg=m
v2P
R
     
代数解得:FN=3.5N            
由牛顿第三定律得:小球经过半圆轨道的P点时对轨道的压力大小也为3.5N.
(2)设小球从N点运动到M点的过程中克服摩擦阻力做的功为W,
小球从N点运动到M点的过程中,由动能定理得:
-mg2R-W=
1
2
mvM2-
1
2
mvN2     
代数解得:W=0.4J      
答:(1)小球经过半圆轨道的P点时对轨道的压力大小为3.5N.
(2)小球从N点运动到M点的过程中克服摩擦阻力做的功为0.4J.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“竖直放置的半径R=80cm的半圆形光滑轨道与水平轨道相连接,连接点为P.质量为m=50g的小球以一定的初速度由水平轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁运动到最高点M,如果球A经过N点时…”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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