如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定有兩個很靠近的同心圓形軌道,外圓ABCD的光滑,內(nèi)圓A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑。一質(zhì)量m=0.1kg的小球從軌道的最低點A,以初速度v0向右運動,球的尺寸略小于兩圓間距,球運動的半徑R=0.2m,取g=10m/s2。

(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少?

(2)若v0=3m/s,經(jīng)過一段時間小球到達最高點,內(nèi)軌道對小球的支持力N=1N,則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少?

(3)若v0=3m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少?

(本題12分。第一小題3分。第2小題3分,第3小題6分)

 

【答案】

(1)(2)(3)

【解析】

試題分析:(1)設此情形下小球到達最高點的最小速度為vC,則有

從最低點到最高點根據(jù)動能定理有

代入數(shù)據(jù)解得 

(2)設此時小球到達最高點的速度為,則

設克服摩擦力做的功為W,從最低點到最高點根據(jù)動能定理有

代入數(shù)據(jù)解得

(3)經(jīng)足夠長時間后,小球在下半圓軌道內(nèi)做往復運動,設小球經(jīng)過最低點的速度為,受到的支持力為,則有

代入數(shù)據(jù)解得

設小球在整個運動過程中減少的機械能為,由功能關系有

代入數(shù)據(jù)解得

考點:圓周運動  動能定理 功能關系

 

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:

(2008?廣州二模)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有水平向右的勻強電場,同一豎直平面內(nèi)水平拉直的絕緣細線一端系一帶正電的小球,另一端固定于0點,已知帶電小球受到的電場力大于重力,小球由靜止釋放,到達圖中豎直虛線前小球做( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一邊長為L的正方形區(qū)域處在場強為E的勻強電場中,電場方向與正方形一邊平行.一質(zhì)量為m、帶電量為q的小球由某一邊的中點,以垂直于該邊的水平初速V0進入該正方形區(qū)域.當小球再次運動到該正方形區(qū)域的邊緣時,具有的動能可能為( 。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半圓形軌道,圓心為O,一質(zhì)點小球從與圓心等高的圓形軌道上的A點以速度v0水平向右拋出,落于圓軌道上的C點,已知OC的連線與OA的夾角為θ,求小球從A到C的時間t=?(空氣阻力不計)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一個粗糙的
16
圓弧軌道,其半徑R=0.4m,軌道的最低點距地面高度h=1.25m.質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊從軌道的最高點由靜止釋放,到達最低點時以一定的水平速度離開軌道,落地點距軌道最低點的水平距離s=0.8m.空氣阻力不計,取g=l0m/s2,求:
(1)小滑塊離開軌道時的速度大小;
(2)小滑塊在軌道上運動的過程中,摩擦力所做的功.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定兩個很靠近的同心圓形軌道,外軌道ABCD光滑,內(nèi)軌道A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑,一質(zhì)量m=0.2kg的小球從軌道的最低點A,以初速度v0向右運動,球的尺寸略小于兩圓間距,已知圓形軌道的半徑R=0.32m,取g=10m/s2
(1)若要使小球始終緊貼外圓做完整的圓周運動,初速度v0至少為多少
(2)若v0=3.8m/s,經(jīng)過一段時間小球到達最高點,內(nèi)軌道對小球的支持力F=2N,則小球在這段時間內(nèi)克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,經(jīng)過足夠長的時間后,小球?qū)⒃贐AD間做往復運動,則小球經(jīng)過最低點A時受到的支持力為多少?小球在整個運動過程中減少的機械能是多少.

查看答案和解析>>

同步練習冊答案