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如图所示,倾斜轨道AC与圆轨道CD相切于C,圆轨道半径为R,两轨道在同一竖直平面内,D是圆轨道的最高点,将一小球从斜轨道上的某处由静止释放,它下滑到C点后便进入圆轨道,要想使它上升到D点后再落到轨道上,不计摩擦,下列说法正确的是(  )
分析:根据牛顿第二定律求出最高点的最小速度,通过机械能守恒定律求出释放点与D点的最小高度差.
解答:解:在D点,临界情况是轨道对小球的作用力为零,根据牛顿第二定律有:
mg=m
vD2
R

解得:vD=
gR

根据机械能守恒定律有:
mgh=
1
2
mvD2

解得:h=
1
2
R

知释放点与D点的高度差至少为
R
2
.故C、D正确,A、B错误.
故选CD.
点评:本题考查了牛顿第二定律和机械能守恒定律的综合,知道圆周运动在最高点的临界情况,结合牛顿第二定律求解.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,倾斜轨道AC与圆轨道CD相切于C,圆轨道半径为R,两轨道在同一竖直平面内,D是圆轨道的最高点,B点是圆周上的一点,DB所对的圆心角为90°.将一个小球从斜轨道上的某处由静止释放,它下滑到C点后便进入圆轨道,要想使它上升到D点后再落到轨道上,不计摩擦,下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2008?宿迁模拟)如图所示,倾斜轨道AC与有缺口的圆轨道BCD相切于C,圆轨道半径为R,两轨道在同一竖直平面内,D是圆轨道的最高点,缺口DB所对的圆心角为90°,把一个小球从斜轨道上某处由静止释放,它下滑到C点后便进入圆轨道,要想使它上升到D点后再落到B点,不计摩擦,则下列说法正确的是(  )

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(2013?佛山一模)如图所示,倾斜轨道AB的倾角为37°,CD、EF轨道水平,AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接,CD右端与竖直光滑圆周轨道相连.小球可以从D进入该轨道,沿轨道内侧运动,从E滑出该轨道进入EF水平轨道.a、b为两完全相同的小球,a球由静止从A点释放,在C处与b球发生弹性碰撞.已知AB长为5R,CD长为R,重力加速度为g,小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5,sin37°=0.6,cos37°=0.8,圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R.求:
(1)a球滑到斜面底端C时速度为多大?a、b球在C处碰后速度各为多少?
(2)要使小球在运动过程中不脱离轨道,竖直圆周轨道的半径R′应该满足什么条件?若R′=2.5R,两球最后所停位置距D(或E)多远?注:在运算中,根号中的数值无需算出.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?天门模拟)如图所示,倾斜轨道AC与有缺口的圆管轨道BCD相切于C,圆管轨道半径为R,两轨道在同一竖直平面内,D是圆管轨道的最高点,DB所对的圆心为90°.把一个小球从倾斜轨道上某点由静止释放,它下滑到C点缺口处后便进入圆管轨道,若要使它此后能够一直在管道中上升到D点并且恰可再落到B点,沿管道一直运动,不计摩擦,则下列说法正确的是(  )

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