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质量为1kg的小球在半径为40cm的竖直平面内的圆形轨道的内侧运动.(g=10m/s)
(1)求小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,求小球对轨道的压力的大小.
分析:(1)小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而恰好不脱离轨道时速度最小,此时由小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律求解最小速度.
(2)以小球为研究对象,小球以4m/s的速度经过最高点时,受到重力和轨道向下的弹力,由牛顿第二定律求出轨道对小球的弹力,再由牛顿第三定律求解小球对轨道的压力的大小.
解答:解:(1)设小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度为v0,此时由小球的重力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律得
    mg=m
v
2
0
r
   代入解得v0=
gr
=
0.4×10
m/s=2m/s.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,以小球为研究对象,根据牛顿第二定律得
    mg+N=m
v2
r

得到轨道对小球的弹力大小N=m
v2
r
-mg=1×(
42
0.4
-10)
N=30N
根据牛顿第三定律得,小球对轨道的压力的大小N′=30N.
答:
(1)小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度是2m/s.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,小球对轨道的压力的大小是30N.
点评:此题小球在竖直平面做圆周运动,分析小球受力情况是基础,分析临界条件也是应具备的能力.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

(2013?天津模拟)(1)质量为1kg的小球在距地面高为0.8m处以某一初速度水平抛出,落地时速度方向与水平方向之间的夹角为53°.则小球落地时速度大小为
5
5
m/s,小球落地时重力的功率为
40
40
W.(不计空气阻力,重力加速度g=10m/s2
(2)①用多用电表的欧姆挡测量阻值时,选择倍率为×100欧姆挡,按正确的实验操作步骤测量,表盘指针位置如图甲所示,该电阻的阻值约为
1700
1700
Ω;
②下列关于用多用电表欧姆挡测电阻的说法中正确的是
AC
AC

A.测量电阻时,如果红、黑表笔分别插在负、正插孔,则不会影响测量结果
B.测量阻值不同的电阻时,都必须重新调零
C.测量电路中的电阻时,应该把该电阻与电路断开
D.欧姆表使用一段时间后,电池电动势变小,内阻变大,但仍能调零,其测量结果与原来相比不变.
③用多用电表探测二极管的极性,用欧姆挡测量,黑表笔接a端,红表笔接b端时,指针偏转角较大,然后黑、红表笔反接指针偏转角较小,说明
a
a
 (填“a”或“b”)端是二极管正极.

(3)某同学利用如图乙所示的装置测量某一弹簧的劲度系数,将该弹簧竖直悬挂起来,在自由端挂上砝码盘.通过改变盘中砝码的质量,测得6组砝码的质量m和对应的弹簧长度l,画出m一l图线,对应点已在图上标出,如图丙所示.(重力加速度g=10m/s2
①采用恰当的数据处理,该弹簧的劲度系数为
3.44
3.44
N/m.(保留3位有效数字)
②请你判断该同学得到的实验结果与考虑砝码盘的质量相比,结果
相同
相同
.(填“偏大”、“偏小”或“相同”)

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科目:高中物理 来源: 题型:

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A、小球在下落过程中重力做功12.5JB、小球在上升过程中重力势能增加8JC、小球与地面接触过程中机械能损失8JD、小球刚与地面接触时重力的瞬时功率为50w

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m/s,小球落地时重力的功率为
 
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(1)小球到达B点时的速度大小;
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