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如图所示,质量m=1 kg的小球从距离地面高H=3m处自由下落,到达地面时恰能沿...

如图所示,质量m=1 kg的小球从距离地面高H=3m处自由下落,到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆形槽的半径R=0.5 m,小球到达槽最低点时速率恰好为8m/s,并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升、下落,如此反复几次,设摩擦力大小恒定不变,取g=10 m/s2,求:

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1小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h为多少?

2小球最多能飞出槽外几次?

 

(1)2.4m(2)5 【解析】 试题分析:(1)在小球下落到最低点的过程中,设小球克服摩擦力做功为Wf,由动能定理得: mg(H+R)-Wf=mv2-0 (2分) 从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面h高度的过程中, 由动能定理得mg(H-h)-2Wf=0-0 (2分) 联立解得:h=-H-2R=m-5 m-2×0.4 m=2.4 m. (2分) (2)设小球最多能飞出槽外n次,则由动能定理得:mgH-2nWf=0-0 (2分) 解得:n==5 (2分) 故小球最多能飞出槽外5次. 考点:考查了动能定理的综合应用  
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考点分析:
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A. t2时刻小球速度最大

B. t1~t2期间小球速度先增大后减小

C. t3时刻小球动能最小

D. t1与t4时刻小球动能一定相同

 

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