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如图所示,在竖直平面的固定光滑圆轨道的最高点有一个光滑的小孔,质量为m的小环套在圆轨道上,用细线通过小孔系在环上,缓慢拉动细线,使环沿轨道上移,在移动过程中拉力F和轨道对小环的作用FN的大小变化情况是(  )
分析:对小球受力分析,作出力的平行四边形,同时作出AB与半径组成的图象;则可知两三角形相似,故由相似三角形知识可求得拉力及支持力.
解答:解:小球沿圆环缓慢上移可看做匀速运动,对小球进行受力分析,小球受重力G,F,N,三个力.满足受力平衡.作出受力分析图如图所示.
由图可知△OAB∽△GFA
即:
G
R
=
F
.
AB
=
N
R

当A点上移时,半径不变,AB长度减小,故F减小,N不变,故C正确;
故选:C.
点评:相似三角形法在处理共点力的动态平衡时较为常见,当无法准确得出角边关系时,应考虑应用此法.
练习册系列答案
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(2008?广州二模)如图所示,在竖直平面内有水平向右的匀强电场,同一竖直平面内水平拉直的绝缘细线一端系一带正电的小球,另一端固定于0点,已知带电小球受到的电场力大于重力,小球由静止释放,到达图中竖直虚线前小球做(  )

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如图所示,在竖直平面内有一半圆形轨道,圆心为O,一质点小球从与圆心等高的圆形轨道上的A点以速度v0水平向右抛出,落于圆轨道上的C点,已知OC的连线与OA的夹角为θ,求小球从A到C的时间t=?(空气阻力不计)

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精英家教网如图所示,在竖直平面内有一个粗糙的
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圆弧轨道,其半径R=0.4m,轨道的最低点距地面高度h=1.25m.质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放,到达最低点时以一定的水平速度离开轨道,落地点距轨道最低点的水平距离s=0.8m.空气阻力不计,取g=l0m/s2,求:
(1)小滑块离开轨道时的速度大小;
(2)小滑块在轨道上运动的过程中,摩擦力所做的功.

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精英家教网如图所示,在竖直平面内固定两个很靠近的同心圆形轨道,外轨道ABCD光滑,内轨道A′B′C′D′的上半部分B′C′D′粗糙,下半部分B′A′D′光滑,一质量m=0.2kg的小球从轨道的最低点A,以初速度v0向右运动,球的尺寸略小于两圆间距,已知圆形轨道的半径R=0.32m,取g=10m/s2
(1)若要使小球始终紧贴外圆做完整的圆周运动,初速度v0至少为多少
(2)若v0=3.8m/s,经过一段时间小球到达最高点,内轨道对小球的支持力F=2N,则小球在这段时间内克服摩擦力做的功是多少
(3)若v0=3.9m/s,经过足够长的时间后,小球将在BAD间做往复运动,则小球经过最低点A时受到的支持力为多少?小球在整个运动过程中减少的机械能是多少.

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