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如图甲所示,在同一竖直平面内的两正对着的相同的半圆光滑轨道,相隔一定的距离x,虚...

如图甲所示,在同一竖直平面内的两正对着的相同的半圆光滑轨道,相隔一定的距离x,虚线沿竖直方向.一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放-个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离发生变化时,测得两点压力差与距离石的图象如图乙所示g=10m/s2,不计空气阻力.求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为vB=20m/s,为使小球能沿轨道运动,x的最大值为多少?

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(1)由机械能守恒及分别对A点和B点由向心力公式可求得压力差与距离x的关系式,则可由图象的截距求得物体的质量; (2)由图象的斜率可求得光滑圆轨道的半径,由机械能守恒定律及竖直面内的圆周运动临界值可求得x的最大值. 【解析】 (1)设轨道半径为R,由机械能守恒定律:=mg(2R+x)+ 根据牛顿第二定律得 对B点:FN1-mg=m 对A点:FN2+mg=m 联立以上三式得:A、B两点的压力差:△FN=FN1-FN2=6mg+ 由图象得:截距 6mg=3N,得m=0.05kg; (2)因为图线的斜率k==1 所以R=1m 由牛顿第二定律得小球在A点不脱离轨道的条件为:≥mg 即vA≥ 代入数据解得,x的最大值为xm=17.5m. 答:(1)小球的质量m是0.05kg; (2)若小球在最低点B的速度为20m/s,为使小球能沿轨道运动,x最大值为17.5m.
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考点分析:
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(1)若CD部分传送带不运转,求米袋沿传送带所能上升的最大距离.
(2)若要米袋能被传送到D端,求CD部分顺时针运转的最小速度,以及米袋从C端到 D端所用的最长时间.

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(1)电梯在加速阶段的加速度a1与减速阶段a2的加速度的大小;
(2)电梯在3.0~13.0s内的速度u1的大小与电梯在19.0s内上升的高度H.

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(1)如果传送带停止运行,小物体从A端运动到B端的时间;
(2)如果传送带沿顺时针方向正常转动,小物体从A端运动到B端的时间;
(3)如果传送带沿逆时针方向正常转动,小物体从A端运动到B端的时间.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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