如图所示,四分之三周长的细圆管的半径R=0.4m,管口B和圆心O在同一水平面上,D是圆管的最高点,其中半圆周BE段存在摩擦,BC和CE段动摩擦因数相同,ED段光滑;质量m=0.5kg、
◎ 题目
如图所示,四分之三周长的细圆管的半径R=0.4m,管口B和圆心O在同一水平面上,D是圆管的最高点,其中半圆周BE段存在摩擦,BC和CE段动摩擦因数相同,ED段光滑;质量m=0.5kg、直径稍小于圆管内径的小球从距B正上方高H=2.5m的A处自由下落,从B处进入圆管继续运动直到圆管的最高点D飞出,恰能再次飞到B处.重力加速度g=10m/s2.求: (1)小球飞离D点时的速度; (2)小球在D点时对轨道的压力大小和方向; (3)小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功. |
◎ 答案
(1)小球飞离D点后做平抛运动,有 xOB=R=vDt h=R=
解得vD=
(2)小球在D点受到重力mg,假设管道对它的作用力竖直向下为FN, 由牛顿第二定律得mg+FN=m
解得FN=-2.5N,说明圆管对小球的作用力是竖直向上的支持力. 由牛顿第三定律可知小球对管道的内壁有压力,压力的大小为2.5N,方向竖直向下. (3)设小球从B到D的过程中克服摩擦力做功Wf 在A到D过程中,根据动能定理,有mg(H-R)-Wf=
代入计算得Wf=10 J 答:(1)小球飞离D点时的速度为
(2)小球在D点时对轨道的压力为2.5N,方向竖直向下; (3)小球从B点到D点过程中克服摩擦所做的功为10J. |
◎ 解析
“略”◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,四分之三周长的细圆管的半径R=0.4m,管口B和圆心O在同一水平面上,D是圆管的最高点,其中半圆周BE段存在摩擦,BC和CE段动摩擦因数相同,ED段光滑;质量m=0.5kg、…”主要考查了你对 【平抛运动】,【向心力】,【牛顿第二定律】,【牛顿第三定律】,【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。- 最新内容
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