精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】如图所示,已知半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面内,甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道,两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连,一小球自某一高度由静止滑下,先滑过甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑过乙轨道,最后离开,若小球在两圆形轨道的最高点对轨道压力都恰好为零,试求:

(1)释放小球的高度h;
(2)水平轨道CD的长度.

【答案】
(1)

解:小球在光滑圆轨道上滑行时,机械能守恒,设小球滑过C点时的速度为vc,通过甲环最高点速度为v′,根据小球对最高点压力为零,有:

…①

取轨道最低点为零势能点,由机械守恒定律有:

=mg2R+ …②

由①、②两式消去v′,可得: …③

同理可得小球滑过D点时的速度为: …④

所以小球经过C点的速度为 ,经过D点的速度为

小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至C点时机械能守恒,有: …⑤

由③、⑤两式联立解得:h=2.5R

因此小球释放的高度为2.5R


(2)

解:设CD段的长度为l,对小球滑过CD段过程应用动能定理有:

…⑥

由③、④、⑥三式联立解得:

则有水平CD段的长度为


【解析】(1)小球滚到两圆轨道最高点均仅受重力,运用向心力公式可求出在其位置的速度.因为轨道光滑,则由机械能守恒定律可求出轨道最低点速度,从而可求出释放小球时的高度h.(2)由于CD段粗糙,不能运用机械守恒定律,选用动能定理,就可算出CD的长度.

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,A1和A2是两块相同的电流表,V1和V2是两块相同的电压表.电流表A1的示数是1.4mA,电压表V1和V2的示数分别是0.8V和0.6V,试求:

(1)电流表A2示数;
(2)电压表和电流表的内阻之比.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,斜面B的倾角为θ=37°,在斜面B上放着一重为100N的物体A,问:

(1)物体A对斜面B的压力有多大?
(2)如果物体A和斜面B间的动摩擦因数为0.2,那么让物体A匀速上滑,需对物体A施加一个多大的沿斜面B向上的推力?(sin37°=0.6 cos37°=0.8)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某时刻,两车从同一地点、沿同一方向做直线运动,下列关于两车的位移x、速度v随时间t变化的图象,能反应t1时刻两车相遇的是( )
A.
B.
C.
D.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某种小灯泡的伏安特性曲线如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,四个电表均为理想电表.现闭合电键S,电压表V1的示数为4.0V,以下说法正确的是( )

A.电压表V2的示数为1.0V
B.电源的输出功率为3.0W
C.电流表A2的示数为0.60A
D.电源的电动势可能为8V,内阻为0.5Ω

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】某天,一个4岁的小男孩不慎从高校的16层的阳台坠下,被地面上的一位青年用双手接住,幸免于难,设每层楼高是3.0m.
(1)求该小男孩在空中下落的时间.
(2)求该青年接住小男孩时,小男孩的速度.
(3)如果青年从他所在的地方冲到楼下需要的时间是1.9s,则该青年要接住小
男孩,至多允许他反应的时间是多少?(g=10m/s2 , 忽略青年的高度)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各有一杂技演员(可视为质点),a站于地面,b从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b摆至最低点时,a刚好对地面无压力,则演员a质量与演员b质量之比为( )

A.1:1
B.2:1
C.3:1
D.4:1

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切,在C处放一小物块,给它一水平向左的初速度v0=5m/s,结果它沿CBA运动,通过A点,最后落在水平地面上的D点,求C、D间的距离x.(取重力加速度g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,水池正上方p点处有一小球,球距水面h1=3.2m,池水深h2=1.6m,小球由p点开始做自由落体运动,落入水中后做匀减速直线运动,到池底的速度恰好为零,(取g=10m/s2)求:

(1)小球运动的最大速度;
(2)从开始到落到池底所用的时间.

查看答案和解析>>

同步练习册答案
閸忥拷 闂傦拷