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如图所示,半径为R的3/4圆周轨道固定在竖直平面内,O为圆轨道的圆心,D为圆轨道的最高点,圆轨道内壁光滑,圆轨道右侧的水平面BC与圆心等高。质量为m的小球从离B点高度为h处的A点由静止开始下落,从B点进入圆轨道,小球能通过圆轨道的最高点,并且在最高点对轨道的额压力不超过3mg。现由物理知识推知,小球下落高度h与圆轨道半径R及小球经过D点时的速度vD之间的关系为

(1)求高度h应满足的条件;
(2)通过计算说明小球从D点飞出后能否落在水平面BC上,并求落点与B点水平距离的范围。
(1)(2)

试题分析:(1)当小球刚好通过最高点时重力提供向心力,则应有:

解得
由题设条件可得此时对应的AB间高度h为

(2)由(1)知在最高点D速度至少为

此时飞离D后平抛,有:

联立解得

故能落在水平面BC上。
当小球在最高点对轨道的压力为3mg时有

解得

飞离D后平抛

联立解得
故落点与B点水平距离的范围为
练习册系列答案
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2008年9月25日21时10分,载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的“神舟七号”飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功,9月27日翟志刚成功实施了太空行走,已知“神舟七号”飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动,地球的质量和半径分别为MR,万有引力常量为G,在该轨道上,“神舟七号”航天飞船( )
A.运行的线速度
B.运行的线速度小于第一宇宙速度
C.运行时的向心加速度大小为
D.翟志刚太空行走时速度很小,可认为没有加速度

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列各力中按照性质命名的是(  )
A.下滑力B.库仑力C.斥力D.支持力

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关于力的下列说法正确的是(  )
①力是改变物体运动状态的原因
②力是使物体产生形变的原因
③只有相互接触的物体才有力的作用
④在国际单位制中,力的单位是牛顿.
A.①②③B.②③④C.①②④D.①③④

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(1)物块在水平面上滑行的时间为多少?
(2)若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处,用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块,到B点撤去此力,物块第一次到A点时的速度为多大?
(3)若物块开始静止在水平面上距B点10m 的C点处,用大小为4.5N的水平恒力向右拉该物块,欲使物块能到达A点,水平恒力作用的最短距离为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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(1)小物块到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(2)小物块从滑上传送带到第一次离开传送带的过程中产生的热量。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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如图所示,截面为三角形的钢坯A、B叠放在汽车的水平底板上,汽车底板和钢坯表面均粗糙,以下说法正确的是

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B.汽车、钢坯都静止时,钢坯A对B无摩擦力作用
C.汽车向左加速时,汽车与钢坯相对静止,钢坯A受到汽车底板对它的静摩擦力
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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