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如图所示,光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接,圆弧半径为R=0.4m,一半径很...

如图所示,光滑圆弧轨道与光滑斜面在B点平滑连接,圆弧半径为R=0.4m,一半径很小、质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放,恰好能通过圆弧轨道最高点D,g取10m/s2.求:
(1)小球最初离最低点C的高度h;
(2)小球运动到C点时对轨道的压力大小FN

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(1)小球恰好能通过圆弧轨道最高点D,说明此时恰好是物体的重力作为向心力,由向心力的公式可以求得在D点的速度大小,从A到D的过程中,物体的机械能守恒,从而可以求得小球释放时离最低点的高度. (2)在C点时,对物体受力分析,重力和支持力的合力作为向心力,由向心力的公式可以求得小球受得支持力的大小,再由牛顿第三定律可以知道对轨道压力的大小. 【解析】 (1)在D点,速度为vD,则有 ∴vD=2m/s 由A运动到D点,机械能守恒得: ∴h=1m (2)由A运动到C点,机械能守恒 在C点,由向心力公式,得 ∴FN=12N 由牛顿第三定律得压力为12N       答:(1)小球最初离最低点C的高度为1m; (2)小球运动到C点时对轨道的压力大小为12N.
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考点分析:
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A.电流表A1,量程0.6A,内阻约1Ω
B.电流表A2,量程3A,内阻约2Ω
C.电压表V1,量程15V,内阻约15kΩ
D.电压表V2,量程3V,内阻约5kΩ
E.滑动变阻器R1(0~100Ω)
F.滑视变阻器R2(0~20Ω)
G.电源E(3V、内阻可忽略)
H.盛有热水的热水杯(图中未画出)
I.开关、导线若干
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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