如图12所示,质量为m=0.5kg的小球从距离地面高H=5m处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R为0.4m,小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s

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12所示,质量为m =0.5kg的小球从距离地面高H=5m处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R为0.4m,小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落,如此反复几次,设摩擦力大小恒定不变,求:(1)小球第一次飞出半圆槽上升距水平地面的高度h为多少?(2)小球最多能飞出槽外几次?(g=10m/s2)。

◎ 答案

(1) 4.2m     (2) 6次  

◎ 解析

(1)对小球下落到最低点过程,设克服摩擦力做功为Wf,由动能定理得:
    mg(H+R)-wf mv2-0          
从下落到第一次飞出达最高点设距地面高为h,由动能定理得:
  mg(H-h)-2wf 0-0          
解之得:h=-H-2R=-5-2×0.4=4.2m
(2)设恰好能飞出n次,则由动能定理得:
mgH-2nwf 0-0           
解之得:n==6.25(次)
应取:n=6次                

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图12所示,质量为m=0.5kg的小球从距离地面高H=5m处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R为0.4m,小球到达槽最低点时速率恰好为10m/s…”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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