如图1,半径为R的光滑半球面固定在水平地面上,其顶部A点放置着一个质量为m的小物块(视作质点),现给小物块以水平向右的初速度v0,物块沿弧面相对球心转过θ角后脱离弧面,多

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 力矩的平衡/2022-10-24 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图1,半径为R的光滑半球面固定在水平地面上,其顶部A点放置着一个质量为m的小物块(视作质点),现给小物块以水平向右的初速度v0,物块沿弧面相对球心转过θ角后脱离弧面,多次改变v0大小,重复该过程,得到不同的θ角,以v02为纵轴,以cosθ为横轴,作出图线如图,则由图可知(      )
A 若v0足够小,则物块可能在AB弧面上任一位置脱离弧面
B  b点的横坐标大小与R无关
C  bc段图线的斜率大小与R无关
D  a、c两点的纵坐标值与物块的质量有关
                        

◎ 答案

B

◎ 解析

 设物块由v0开始下滑,转过θ角即脱离弧面,这一过程中,

由动能定理得mgR(1-cosθ)=mv2-mv02   将要脱离时,物块只受重力,由F=ma可得mgcosθ=二式联立可得   v02=3gRcosθ-2gR 由此式可得cosθ取值只能取值在至1之间,即物块脱离弧面时的θ角不可能大于arcos,即物块不可能在任一位置脱离。A错误; b点的横坐标为,所以B项正确; bc段图线的斜率大小为3gR,所以C项错误;关系式v02=3gRcosθ-2gR中无质量,所以D项错误。

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图1,半径为R的光滑半球面固定在水平地面上,其顶部A点放置着一个质量为m的小物块(视作质点),现给小物块以水平向右的初速度v0,物块沿弧面相对球心转过θ角后脱离弧面,多…”主要考查了你对  【力矩的平衡】  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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