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如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,在最低点处有一小球(其半径远小于轨道半径r)。现给小球以水平向右的初速度v0,g取10m/s,如果要使小球运动过程中不脱离圆轨道运动, v0的大小满足的条件可表示为(    )
A.v0≥0B.v0≥4m/sC.v0≥2m/sD.v0≤2m/s
CD

试题分析:当小球以初速度v0沿圆环轨道运动到水平位置,即上升r高度后,速度为零,则小球会沿轨道下滑下来,不会脱离轨道,此时根据机械能守恒可得,解得,所以当,D正确,
当小球能做完整的圆周运动,此时的临界条件是小球在最高点的向心力只有重力充当,即,根据机械能守恒可得,解得,所以C正确,
点评:本题的关键是找出小球不脱离轨道的临界条件,然后运用机械能守恒定律解题
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

在娱乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60 kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3 m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.

(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l=2 m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800 N,平均阻力f2=700 N,求选手落入水中的深度d.
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽固定在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是(     )
A.在下滑过程中,物块的机械能守恒
B.物块与弹簧碰撞后,弹簧的最大弹性势能为mgh
C.物块被弹簧反弹后,能回到槽高h
D.物块对弧形槽底端的压力大小为mg+mv2/h

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,小球a被一根长为L=0.5m的可绕O轴自由转动的轻质细杆固定在其端点,同时又通过绳跨过光滑定滑轮与另一个质量为m小球b相连,整个装置平衡时杆和绳与竖直方向的夹角均为30°.若将小球a拉水平位置(杆呈水平状态)开始释放,不计摩擦,竖直绳足够长,求:

(1)小球a的质量;
(2)当杆转动到竖直位置时,小球b的速度大小.(结果可用根式表示)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,内半径为R的光滑圆轨道竖直放置,长度比2R稍小的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球A和B,把轻杆水平放入圆形轨道内,若mA=2m、mB=m,重力加速度为g,现由静止释放两球使其沿圆轨道内壁滑动,当轻杆到达竖直位置时,求:

(1)A、B两球的速度大小;
(2)A球对轨道的压力;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,一传送装置可将货物从楼下传送到楼上,将货物轻放在传送带A端,被加速到B端后货物将沿着半径R=0.4m的光滑圆轨道运动经C点到达楼上。圆轨道与传送带B点相切,其中OC为圆轨道的半径且沿竖直方向,O点为圆轨道的圆心。已知传送带与货物间的动摩擦因数μ=0.8,传送带与水平面夹角θ=37°。已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2,货物可视为质点。求:

(1)货物在传送带上的加速度大小;
(2)传送带AB段 至少要多长?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,长为l的轻杆一端固定一质量为m的小球,另一端有固定转轴O,杆可在竖直平面内绕转轴O无摩擦转动.已知小球通过最低点Q时,速度大小为v = 2,则小球的运动情况为(  )
A.小球不可能到达圆周轨道的最高点P
B.小球能到达圆周轨道的最高点P,但在P点不受轻杆对它的作用力
C.小球能到达圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆对它向上的弹力
D.小球能到达圆周轨道的最高点P,且在P点受到轻杆对它向下的弹力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一根长为l的不可伸长的轻绳,一端系一小球,另一端悬挂于O点.将小球拉起使轻绳拉直并与竖直方向在60°角,如图所示,在O点正下方有A?B?C三点,并且有当在A处钉钉子时,小球由静止下摆,被钉子挡住后继续摆动的最大高度为hA;当在B处钉钉子时,小球由静止下摆,被钉子挡住后继续摆动的最大高度为hB;当在C处钉钉子时,小球由静止下摆,被钉子挡住后继续摆动的最大高度hC,则小球摆动的最大高度hA?hB?hC之间的关系是(    )
A.hA=hB=hCB.hA>hB>hC
C.hA>hB=hCD.hA=hB>hC

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