分析 (1)小车下滑的过程,由动能定理或机械能守恒求出小车B点时的速度大小.
(2)小车恰好能通过圆形轨道的最高点A处,轨道对小车的弹力为零,由重力提供小车圆周运动所需要的向心力,根据牛顿第二定律求出小车在A点的速度.从B到A的过程,运用机械能守恒定律列式,可求得轨道半径R.
(3)在B点,通过支持力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出支持力,再由牛顿第三定律得到压力.
解答 解:(1)小车下滑的过程,由动能定理得
mgh=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
可得 vB=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.25}$=$\sqrt{5}$m/s
(2)由于小车恰能通过A点,由重力提供小车圆周运动所需要的向心力,根据牛顿第二定律得:
mg=m$\frac{{v}_{A}^{2}}{R}$
解得:vA=$\sqrt{gR}$
从B到A的过程,运用机械能守恒定律得
$\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$+2mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
联立解得 R=0.1m
(3)设轨道在最低点对小车的支持力大小为FB′,由牛顿第二定律有
FB′-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
解得 FB′=60N
由牛顿第二定律可知,小车对轨道的压力 FB=FB′=60N
答:
(1)小车通过B点时的速度大小vB是$\sqrt{5}$m/s.
(2)圆轨道的半径R的大小是0.1m;
(3)小车通过到圆轨道B点时对轨道的压力大小FB是60N.
点评 本题综合考查了牛顿第二定律、动能定理和机械能守恒定律,关键是理清小车的运动过程,抓住圆周运动的临界条件,运用合适的规律进行研究.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 金属环最终将静止在水平面上的某处 | |
B. | 金属环最终沿垂直导线方向做匀速直线运动 | |
C. | 金属环受安培力方向始终和速度方向相反 | |
D. | 金属环中产生的电能等于整个运动过程中克服安培力做的功 |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 重物的加速度先变小后变大 | |
B. | 重物的动能一直变大 | |
C. | 弹簧与重物组成的系统的机械能一直变小 | |
D. | 重物的重力势能一直变小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 5s末物体A、B的位移相同,两者相遇 | |
B. | 5s末物体A在物体B的后方27.5m处 | |
C. | 在5s内物体A、B的平均速度之比为4:15 | |
D. | 物体A、B的速度变化率之比为5:1 |
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年江西省吉安市高二理上期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题
有一个带电量为+q,重为G的小球,从两竖直的带电平行板上方h处自由落下,两极板间匀强磁场的磁感应强度为B,方向如图所示,则带电小球通过有电场和磁场的空间时,下列说法正确的是
A.一定做曲线运动
B.有可能做匀加速直线运动
C.不可能做曲线运动
D.有可能做匀速直线运动
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科目:高中物理 来源:2016-2017学年湖北省高一上学期期中考物理试卷(解析版) 题型:选择题
未来的某天,一位同学在月球上做自由落体运动实验。让一个质量为1kg的小球从一定的高度自由下落,测得小球在第5s内的位移是7.2m,此时小球还未落到月球表面。则()
A. 月球表面的重力加速度大小为3.2m/s2
B. 小球在5s末的速度是16m/s
C. 小球在前5s内的位移是20m
D. 小球在第5s内的平均速度是3.6m/s
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