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如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)。求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围。
R≤h≤5R

试题分析:设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒定律得:mgh=2mgR+mv2   ①
物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力N.重力与压力的合力提供向心力,有:mg+N=m  ②
物块能通过最高点的条件是:N≥0 ③由②③式得v≥  ④由①④式得h≥R ⑤
按题目要求,N≤5 mg,由②式得v≤      ⑥由①⑥式得h≤5R      ⑦
h的取值范围是R≤h≤5R   ⑧
点评:物体在竖直平面内做圆周运动的过程中在最高点的最小速度必须满足有,这是我们解决此类问题的突破口.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,某人以拉力F将物体沿斜面拉下,拉力大小等于摩擦力.则下列说法正确的是(    )
A.物体做匀变速运动
B.合外力对物体做功等于零
C.物体的机械能保持不变
D.物体的机械能减少

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法中正确的是( )
A.运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
B.运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能一定要变化
C.一个物体作匀速直线运动,它的机械能一定守恒
D.一个物体作匀加速直线运动,它的机械能可能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

物体做下列几种运动,其中一定符合机械能守恒的运动是(      )
A.自由落体运动B.在竖直方向做匀速直线运动
C.匀变速直线运动D.在竖直平面内做匀速圆周运动

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(文)如图所示的半圆形光滑轨道,半径为R,固定于水平面上,一质量为m的物体从A点静止下滑。求

(1)物体滑到最低点B的速度为多大
(2)物体滑到最低点时对轨道的压力多大。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,一根长为l1的橡皮条和一根长为l2的绳子(l1<l2)悬于同一点,橡皮条的另一端系一A球,绳子的另一端系一B球,两球质量相等,现从悬线水平位置(绳拉直,橡皮条保持原长)将两球由静止释放,当两球摆至最低点时,橡皮条的长度与绳子长度相等,此时两球速度的大小为(     )
A.B球速度较大
B.A球速度较大
C.两球速度相等
D.不能确定

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,ABC是光滑轨道,其中BC部分是半径为R的竖直放置的半圆.一质量为M的小木块放在轨道水平部分,木块被水平飞来的质量为m的子弹射中,并滞留在木块中.若被击中的木块沿轨道能滑到最高点C,已知木块对C点的压力大小为(M+m)g,求:子弹射入木块前瞬间速度的大小.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(10分)如图所示,AB是竖直面内的四分之一圆弧光滑轨道,下端B与水平直轨道相切。一个小物块自A点由静止开始沿轨道下滑,已知轨道半径为R=0.2m,小物块的质量为m=0.1kg,小物块与水平面间的动摩擦因素μ=0.5,取g=10m/s2。求:

(1)小物块到达B点的速度大小
(2)小物块在B点时受圆弧轨道的支持力
(3)小物块在水平面上滑动的最大距离

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

以下运动中,物体的机械能一定守恒的是
A.在水平面上做匀速圆周运动的物体B.在竖直平面内做匀速圆周运动的物体
C.运动过程中受合外力为零的物体D.运动过程中不受摩擦力作用的物体

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