如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的物块(可以看成质点),在离A点4.0m处的C点以初速度V0冲

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的物块(可以看成质点),在离A点4.0m处的C点以初速度V0冲向圆环,要求物块在圆环上运动的过程中不脱离圆环,那么对初速度V0有什么要求?(已知物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,取g=10m/s2
魔方格

◎ 答案

运动时最高点不超过D点(D点是与圆心O等高的环上的一点),对于这种情况:要物块不离开圆环,则vD=0,或到不了D点,
根据动能定理,则有:
1
2
m
v2D
-
′1
2
m
v20
=-μmgLAC
-mgR
解得:v0≤2

6
m/s

当运动到最高点B点时,则最高点的速度不能低于

gR
,才能不离开圆环,
对物块从C到B过程,根据动能定理,
则有:
1
2
 m
v2B
-
1
2
m
v20
=-μmgLAC-mghAB

代入数据,解得:v0≥6m/s,
综合所述,则有:v0≥6m/s 或 v0≤2

6
m/s

答:要求物块在圆环上运动的过程中不脱离圆环,那么对初速度V0有:v0≥6m/s 或 v0≤2

6
m/s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的物块(可以看成质点),在离A点4.0m处的C点以初速度V0冲…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【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。

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