如图所示,光滑圆管形轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r<<R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管,问:(1)若要使小球
◎ 题目
如图所示,光滑圆管形轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r<<R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管,问: (1)若要使小球能从C端出来,初速度v0,多大? (2)在小球从C端出来的瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况?初速v0各应满足什么条件? |
◎ 答案
(1) (2)①当N=0时,②对管壁有向上的压力,③对管壁有向下的压力, |
◎ 解析
试题分析:(1)当球恰好能从C端出来时,速度为零,根据机械能守恒定律求解初速度v0. (2)以小球为研究对象,小球经过C点时速度不同,管壁对球的作用力大小和方向不同,分析讨论:当管壁对球无作用力时,在C点由重力提供小球的向心力,由牛顿第二定律求出在C点的速度,由机械能守恒定律求出初速v0.当初速度大于和小于临界速度时,由向心力知识分析管壁对球的作用力大小和方向. (1)当球恰好能从C端出来时,速度vC=0.根据机械能守恒定律得:,解得,所以要使小球能从C端出来,初速度 (2)在小球从C端出来的瞬间,对管壁压力有三种典型情况: (3)①当管壁对球无作用力时,即N=0时,,解得,根据机械能守恒定律得,解得 ②当管壁对球的作用力方向向下时,球对管壁的压力方向向上,此时 ③当管壁对球的作用力方向向上时,球对管壁的压力方向向下,此时 点评:本题难度中等,对于小球在管子里的运动情形与轻杆模型类似,关键抓住临界情况:小球恰好到最高点和在最高点恰好不受管壁作用力两种情况 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,光滑圆管形轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r<<R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管,问:(1)若要使小球…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 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。- 最新内容
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