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如图2所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO为直径为15m的半圆轨道,D是BDO轨道的中央.一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的14/3倍,g取10m/s2.试求:
(1)H的大小;
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由.


(1)小球从H高处落下,进入轨道,沿BDO轨道做圆周运动,小球受重力和轨道的支持力.设小球通过D点的速度为v,通过D点时轨道对小球的支持力为F,大小等于小球对轨道的压力,F是小球做圆周运动的向心力,有   
小球从P点落下直到沿光滑轨道运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,有
联立以上两式得     H=2R/3=10m
(2)设小球能够沿竖直半圆运动到O点的最小速度为vC,有=mg,根据机械能守恒定律,小球至少应从HC高处落下,由mgHC=mvC2/2得HC=R,因为H>H/4,小球可以通过O点,小球由H高处落下通过O点速度为
v0==14.1m/s
【试题分析】
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,ABDO是处于竖直平面的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道.一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,由A点进入竖直平面内的轨道,当小球通过最高点O时,小球与轨道间作用力为重力的5/3倍.取g=10m/s2.求:
(1)计算小球下落的高度H是多少?
(2)经轨道运动后,再次落到轨道上的速度的大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?东城区一模)如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的
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圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央.一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨 道通过D点时对轨道的压力等于其重力的
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倍.取g=10m/s2
(1)H的大小?
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由.
(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

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如图所示,ABDO是处于竖直平面内的固定光滑轨道,AB是半径为R=15m的
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圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是半径为 r=7.5m的光滑的半圆形圆管轨道(圆管内径可忽略).一个小球P(小球直径比圆管内径略小)从A点的正上方距水平半径OA高H=10m处自由下落,g取10m/s2,空气阻力不计.求:
(1)达到BDO轨道的O点的速度大小.
(2)小球沿轨道运动后再次落到AB轨道上的速度大小.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的
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圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道.一个小球P(可看成质点)从A点的正上方距水平半径OA高H=10m处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过AB段.(取g=10m/s2.)
(1)试讨论小球P能否到达BDO轨道的O点,并说明理由.若能,求出小球通过O点时对轨道的压力.
(2)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

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