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【题目】如图所示,轨道ABCD的AB段为一半径R=0.2 m的光滑1/4圆形轨道,BC段为高为h=5 m的竖直轨道,CD段为水平轨道.一质量为0.2 kg的小球从A点由静止开始下滑,到达B点时速度的大小为2 m/s,离开B点做平抛运动(g=10 m/s2),求:

(1)小球离开B点后,在CD轨道上的落地点到C点的水平距离;

(2)小球到达B点时对圆形轨道的压力大小;

(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置距离B点有多远.如果不能,请说明理由.

【答案】(1)2 m (2)6 N (3)能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点1.13 m

【解析】(1)根据h gt2得,
则落地点与C点的水平距离x=vBt=2×1m=2m.
(2)根据动能定理得,mgR=mvB2
解得
根据牛顿第二定律得,
解得
由牛顿第三定律知小球到达B点时对圆形轨道的压力大小为6 N,方向竖直向下.
(3)如图,斜面BEC的倾角θ=45°,CE长d=h=5 m,因为d>x,所以小球离开B点后能落在斜面上;

假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2

Lcos θ=vBt2


联立①②两式得t2=0.4 s;L≈1.13 m.

练习册系列答案
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A. pc过程中人的动能不断增大

B. pa过程中人的机械能不守恒

C. pc过程中重力所做的功等于人克服弹性绳弹力所做的功

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(1)实验中 _________ (需要不需要”)平衡滑块受到的滑动摩擦力。

(2)钩码的加速度大小a= ____ (用含有dls 的表达式表示)

(3)根据实验数据绘出的下列四幅图象中,最符合本实验实际情况的是 ________

A.

B.

C.

D.

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