如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD,其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道,CD部分为水平轨道.一个质量m=1kg的小球沿水平方向进入轨道,通过最高点A时对轨道的压力

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

如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD,其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道,CD部分为水平轨道.一个质量m=1kg的小球沿水平方向进入轨道,通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍.小球运动过程中所受空气阻力忽略不计,g取10m/s2
(1)画出小球在A点时的受力示意图:
(2)求出小球在A点时的速度大小vA
(3)求出小球经过C点进入半圆形轨道时对轨道的压力NC

◎ 答案

(1)小球在A点受力示意图如图所示;

(2)在A点,由牛顿第二定律得:FNA+mg=m
v2A
R

已知:FNA=3mg,解得:vA=6m/s;
(3)小球由C到A过程中,由动能定理得:
-mg?2R=
1
2
mvA2-
1
2
mvC2
在C点,由牛顿第二定律得:FNC-mg=m
v2C
R

解得:FNC=90N,
由牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力:
FNC′=FNC=90N,方向竖直向下.
答:(1)小球在A点时的受力示意图如图所示;
(2)小球在A点时的速度大小为6m/s;
(3)小球经过C点进入半圆形轨道时对轨道的压力大小为90N,方向竖直向下.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD,其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道,CD部分为水平轨道.一个质量m=1kg的小球沿水平方向进入轨道,通过最高点A时对轨道的压力…”主要考查了你对  【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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