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同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置.图中水平放置的底...

同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置.图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板.M板上部有一半径为R圆弧形的粗糙轨道,P为最高点,Q为最低点,Q点处的切线水平,距底板高为HN板上固定有三个圆环.将质量为m的小球从P处静止释放,小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距Q水平距离为L处.不考虑空气阻力,重力加速度为g.求:

(1)Q水平距离为的圆环中心到底板的高度;

(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向.

 

(1) (2),方向竖直向下 【解析】 (1)小球做平抛运动,根据 而 联立解得: (2)由竖直方向上有: 水平方向上有: 联立解得: 在Q点由牛顿第二定律得: 解得: 根据牛顿第三定律知,小球在Q点对轨道的压力大小为,方向竖直向下.
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考点分析:
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如图所示,半径为 R,内径很小的光滑半圆细管竖直放置,两个质量均为 m 的小球 AB,以不同的速率进入管内,若 A 球通过圆周最高点 C,对管壁上部的压力为 3mgB 球通过最高点 C 时,对管壁内、外侧的压力均为 0。求:

(1)AB 球通过圆周最高点 C 点的速度大小;

(2)AB 两球经C 点抛出后第一次落在地面时,两球落点间的距离。

 

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如图所示,两个质量均为 m 的小木块 a b(可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴 OO的距离为 lb 与转轴的距离为 2l,木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的 k 倍,重力加速度大小为 g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用 ω表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是(  )

A.b 一定比 a 先开始滑动

B.ab 所受的摩擦力始终相等

C. b 开始滑动的临界角速度

D. 时,a 所受摩擦力的大小为kmg

 

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有关圆周运动的基本模型,下列说法正确的是(  )

A.如图c,同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的AB位置先后分别做匀速圆周运动,则在AB两位置小球的角速度及所受筒壁的支持力大小相等

B.如图b所示是一圆锥摆,增大θ,但保持圆锥的高度不变,则圆锥摆的角速度不变

C.如图a,汽车通过拱桥的最高点处于超重状态

D.火车转弯超过规定速度行驶时,外轨对外轮缘会有挤压

 

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横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示。现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上。其落点分别是abc。下列判断正确的是(  )

A.图中三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短

B.图中三小球比较,落在c点的小球飞行时间最短

C.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最大

D.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最快

 

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如图所示,长0.5m的轻质细杆,一端固定有一个质量为3kg的小球,另一端由电动机带动,使杆绕O在竖直平面内作匀速圆周运动,小球的速率为2m/s。取g=10m/s2,下列说法正确的是(  )

A.小球通过最高点时,对杆的拉力大小是24N

B.小球通过最高点时,对杆的压力大小是6N

C.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是24N

D.小球通过最低点时,对杆的拉力大小是54N

 

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