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如图所示,放在水平地面(粗糙)上的光滑直轨道AB和半圆形的光滑轨道CED处于同一...

如图所示,放在水平地面(粗糙)上的光滑直轨道AB和半圆形的光滑轨道CED处于同一竖直平面内,两轨道与水平地面平滑连接,其端点B和C相距1.2m,半圆轨道两端点的连线CD与地面垂直.今有一质量为0.1kg的小球从离地面高度为4.2m处无初速释放,运动到C点时速度为4manfen5.com 满分网m/s,g取10m/s2.求:
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(1)若要使小球恰能到达半圆形光滑轨道的最高点D,半圆形轨道CED的半径r应为多大?
(2)若半圆形轨道CED的半径就是前面求得的r,在B点正上方高度为3m处设置一垂直于纸面粗细可不计的横杆,若要使小球刚好能够从横杆上越过.则小球在光滑直轨道AB上释放时离地的高度应为多少?
(1)小球刚好通过最高点,重力提供向心力,从C到D有机械能守恒,联立方程即可求解; (2)根据动能定理求出小球在水平地面克服摩擦力做功,小球从D点抛出后做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解. 【解析】 (1)设半圆轨道半径为r,小球刚好通过最高点则有 从C到D有机械能守恒得 联立代入数值解得r=1.6m       (2)设小球在水平地面克服摩擦力做功为W,由动能定理得 解得:W=0.2J             从D至横杆高度处小球下落的高度差△h=2r-3=0.2m    运动时间s        小球离开D点速度m/s      由动能定理得 解得h'=5.2m       答:(1)若要使小球恰能到达半圆形光滑轨道的最高点D,半圆形轨道CED的半径r应为1.6m; (2)小球在光滑直轨道AB上释放时离地的高度应为5.2m.
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考点分析:
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A.61.0mm  65.8mm  70.7mm
B.41.2mm  45.1mm  54.0mm
C.60.5mm  61.0mm  60.6mm
D.49.6mm  53.5mm  57.3mm
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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