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如图所示,半径R=0.40m的半圆轨道处于竖直平面内,半圆与水平地面切于圆的端点A,一质量为m=0.10kg的小球,以一定的初速度水平地面上向左运动后,恰好能到达半圆轨道的最高点B点,最后小球落在C点.(取重力加速度g=10m/s2).
求(1)小球到达B点的速度是多少?
(2)A、C间的距离有多大.
分析:(1)恰好能到达半圆轨道的最高点B点,说明小球在B点只受重力,根据牛顿第二定律求解小球到达B点的速度.
(2)物体到达B后做平抛运动,最后根据平抛运动的规律求出物体在平抛过程当中水平向的位移.
解答:解:(1)小球恰好能到达半圆轨道的最高点B点,说明小球在B点只受重力,根据牛顿第二定律得
mg=
mv
2
B
R

小球到达B点的速度vB=
gR
=2m/s.
(2)小球能够到达B点,且从B点作平抛运动,
在竖直方向有
2R=
1
2
gt2
在水平方向有
sAC=vBt            
解得:sAC=0.8m
答:(1)小球到达B点的速度是2m/s 
(2)A、C间的距离是0.8m.
点评:解决多过程问题首先要理清物理过程,然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解,
恰好能到达半圆轨道的最高点是一种临界状态.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?淮安三模)如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点.一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合.规定经过O点水平向右为x轴正方向.小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度.
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大.
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围.

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(2005?广东)如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2).

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如图所示,半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道竖直固定,轨道末端水平,其右方有横截面半径r=0.2m的转筒,转筒顶端与轨道最低点B等高,下部有一小孔,距 顶端h=0.8m,转筒的轴线与圆弧轨道在同一竖直平面内,开始时小孔也在这一平面内的图示位置.现使一质量m=0.1kg的小物块自最高点A由静止开始沿圆弧轨道滑下,到达轨道最低点B时转筒立刻以某一角速度匀速转动起来,且小物块最终正好进入小孔.不计空气阻力,g取l0m/s2,求:
(1)小物块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)转筒轴线距B点的距离L;
(3)转筒转动的角速度ω

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,半径r=0.8m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上,圆轨道最低处有一质量为0.4kg的小球(小球的半径比r小很多).现给小球一个水平向右的初速度v0,下列关于在小球的运动过程中说法正确的是(g取10m/s2)(  )
A、v0≤4m/s可以使小球不脱离轨道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脱离轨道
C、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为24N
D、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为20N

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于C、M点,O为圆弧圆心,D为圆弧最低点,斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q(两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.若PC间距为L1=0.25m,斜面MN粗糙且足够长,物块P质量m1=3kg,与MN间的动摩擦因数μ=
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,(sin37°=0,6,cos37°=0.8,g=l0m/s2),求:
(1)小物块Q的质量m2
(2)剪断细线,物块P第一次过M点的速度大小;
(3)剪断细线,物块P第一次过M点后0.3s到达K点(未画出),求MK间距大小;
(4)物块P在MN斜面上滑行的总路程.

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