如图所示,两半径分别为r1、r2的半圆形钢管(内径很小)竖直立起,管面光滑.现让一质量为m的小球由地面以速度v0进入管口.小球最终刚好停留在管道的最高点.求:(1)入射速度v0(2)

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

如图所示,两半径分别为r1、r2的半圆形钢管(内径很小)竖直立起,管面光滑.现让一质量为m的小球由地面以速度v0进入管口.小球最终刚好停留在管道的最高点.求:
(1)入射速度v0
(2)小球通过下面管道的最高点P时对管道的压力,并说明r1、r2满足什么关系时,小球是压上壁还是下壁?
魔方格

◎ 答案


魔方格
(1)壁面光滑,小球上升过程机械能守恒,由机械能守恒定律,得:mg(2r1+2r2)=
1
2
mv02
…①
得:v0=2

g(r1+r2)

(2)取竖直向下为正,设小球到达下管最高点P的速度为v,对管道的压力为N,则有:
1
2
mv02=
1
2
mv2+mg?2r1
…②
在下管最高点P,有:mg+N=m
v2
r1
…③
由①②③得  N=(
4r2
r1
-1)mg

r1=4r2时,N=0;r1>4r2时,N>0,向下,压上壁;r1<4r2时,N<0,向上,压下壁;
答:(1)入射速度为2

g(r1+r2)

(2)r1=4r2时,N=0;r1>4r2时,N>0,向下,压上壁;r1<4r2时,N<0,向上,压下壁;

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,两半径分别为r1、r2的半圆形钢管(内径很小)竖直立起,管面光滑.现让一质量为m的小球由地面以速度v0进入管口.小球最终刚好停留在管道的最高点.求:(1)入射速度v0(2)…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【动能定理】,【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。

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