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如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中...

如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
(1)水平外力F的大小;
(2)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.

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(1)以10个小球整体为研究对象,受力平衡,根据平衡条件求解水平外力F的大小; (2)以整体为研究对象,求出所有球滚到水平槽中时的速度,再对1号球运用动能定理求解2号球对1号球所做的功. 【解析】 (1)以10个小球整体为研究对象, 由力的平衡条件可得Fcosθ=10mgsinθ. 解得:F=10mgtanθ; (2)撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象, 由机械能守恒定律可得: 10mg(h+sinθ)=•10mv2, 得 v=, 以1号球为研究对象,由动能定理得: mgh+W=mv2,解得W=9mgrsinθ 答:(1)水平外力F的大小是10mgtanθ; (2)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功为9mgrsinθ.
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考点分析:
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D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量纸带上某些点间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能.
其中没有必要进行的或者操作不当的步骤是(填编号字母)______
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A.EK1>EK2
B.v1>v2
C.W1<W2
D.t1<t2
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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