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有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AE...

manfen5.com 满分网有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成.如图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的.现在最低点A给一质量为M的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA回到A点,到达A点时对轨道的压力为4mg.
 (1)在求小球在A点的速度v0时,甲同学的解法是:由于小球恰好到达B点,故在B点小球的速度为零,manfen5.com 满分网,所以manfen5.com 满分网
(2)在求小球由BFA回到A点的速度时,乙同学的解法是:由于回到A点时对轨道的压力为4mg,故4mg=manfen5.com 满分网,所以manfen5.com 满分网. 你同意两位同学的解法吗?如果同意请说明理由;若不同意,请指出他们的错误之处,并求出结果.
(3)根据题中所描绘的物理过程,求小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功.
(1)甲同学的解法是错误的,小球在最高点的临界速度不是零,靠重力提供向心力,求出临界速度,再根据动能定理求出小球在A点的初速度. (2)乙同学的解法是错误的,在A点是竖直方向上的合力提供向心力,不是支持力提供向心力.根据牛顿第二定律求出回到A点的速度. (3)对小球由B经F回到A的过程中运用动能定理求出小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功. 【解析】 不同意,两位同学的解法都错误,甲同学认为最高点的临界速度为零,实际上在最高点的临界情况是弹力为零,靠重力提供向心力,有最小速度.乙同学认为在最低点是支持力提供向心力,实际上时竖直方向上的合力提供向心力. (1)小球恰好到达B点,在B点小球的速度不为零. 小球由AEB到B点的速度时, 由动能定理,得. (2)由于回到A点时对轨道压力为4mg,小球受到的合力并不是4mg. 根据牛顿定律:,. (3)小球由B经F回到A的过程中, 由和 得Wf=mgR. 答:(1)小球在A点的速度为. (2)回到A点的速度为. (3)小球由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功为mgR.
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考点分析:
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(2)在打点0~5过程中系统动能的增量△EK=______J,
系统势能的减少量△EP=______J,由此得出的结论是______
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实验次数12345
F/N0.490.981.471.962.45
t/(ms)40.428.623.320.218.1
t2/(ms)21632.2818.0542.9408.0327.6
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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