(10分)如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=10m,半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(10分)如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=10m,半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静止开始运动,经B点时撤去力F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道运动到最高点C,从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s2

(1)若小滑块从C点水平飞出后又恰好落在A点。求:
①滑块通过C点时的速度大小;
②滑块刚进入半圆形轨道时,在B点对轨道压力的大小;
(2)如果要使小滑块能够通过C点,求水平恒力F应满足的条件。

◎ 答案

(1)①vC=10m/s②FN=9N(2)F≥0.625N

◎ 解析


试题分析:(1)?设滑块从C点飞出时的速度为vC,从C点运动到A点时间为t,滑块从C点飞出后,做平抛运动
竖直方向:        (1分)
水平方向:x=vCt       (1分)
解得:vC=10m/s      (1分)
?设滑块通过B点时的速度为vB,根据机械能守恒定律
         (1分)
设滑块在B点受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律
 
联立解得:FN= 9N       (1分)
依据牛顿第三定律,滑块在B点对轨道的压力F¢N= FN=9N     (1分)
(2)若滑块恰好能够经过C点,设此时滑块的速度为v¢C,依据牛顿第二定律有    

解得=5m/s      (1分)
滑块由A点运动到C点的过程中,由动能定理
Fx- mg×2R≥      (2分)
Fx≥mg×2R+
解得水平恒力F应满足的条件  F≥0.625N       (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=10m,半圆形轨道半径R=2.5m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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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