如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B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

如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F (△F>0 ).不计空气阻力.则(  )
A.m、x一定时,R越大,△F一定越大
B.m、x一定时,v越大,△F一定越大
C.m、R一定时,x越大,△F一定越大
D.m、R一定时,v越大,△F一定越大
魔方格

◎ 答案

设m在A点时的速度为VA,在B点时速度为VB
对m从A到B点时,根据动能定理有:
mg(2R+X)=
1
2
mVB2-
1
2
mVA2
对m在B点时,受重力和支持力NB的作用,根据牛顿第二定律:
NB-mg=m
v2B
R

所以NB=mg+m
v2B
R

对m在A点,受重力和支持力NA,根据牛顿第二定律:
NA+mg=m
V2A
R

所以NA=m
V2A
R
-mg;
小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差△F=NB-NA=6mg+2mg
X
R

所以,从推导的关系式可知,A选项中R越大,△F应该是越小,所以A错误,
△F与速度V没关系,所以选项BD都错误,
m、R一定时,当x变大时,从关系式中不难发现△F一定越大,所以C选项正确.
故选C.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时…”主要考查了你对  【向心力】,【匀速圆周运动】  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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