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(8分)如图所示,有一光滑的半径可变的1/4圆形轨道处于竖直平面内,圆心O点离地高度为H.现调节轨道半径,让一可视为质点的小球a从与O点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落,使小球离开轨道后运动的水平位移S最大,求小球脱离轨道最低点时的速度大小。

试题分析:设圆形轨道的半径为r时小球抛出后运动的水平位移S最大 ,对小球在圆轨道上运动应用机械能守恒:
解得:
以后小球做平抛运动,水平方向有:
竖直方向有:
联立可得:
由数学知识知当r=(H-r)时s有最大值,此时2r=H,将此关系代人得:
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上,A、B用一不可伸长的轻细绳相连,A、B质量相等,且可看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A、B静止.由静止释放B后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v,则连接A、B的绳长为(  )

A.           B.            C.           D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧 处于自然长度.现将一小球从地面上某一点P处,以某一初速度斜向上抛出,小球恰好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.则下列说法中正确的是

A小球抛出点P离圆筒的水平距离越远,抛出的初速度越大
B.小球从抛出点P运动到圆筒口的时间与小球抛出时的初速度方向有关
C.弹簧获得的最大弹性势能与小球抛出点位置无关
D.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中,小球的机械能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示 ,一只内壁光滑的半球形碗固定在小车上,小车放在光滑水平面上。在小车正前边的碗边A处无初速度释放一只质量为的小球。则小球沿碗内壁下滑的过程中,下列说法正确的是(半球形碗的半径为
A.小球、碗和车组成的系统机械能守恒
B.小球的最大速度度等于
C.小球、碗和车组成的系统动量守恒
D.小球不能运动到碗左侧的碗边B点

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在光滑的水平面上固定着两轻质弹簧,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把小球和弹簧视为一个系统,则小球在运动过程中(    )
A.系统的动量守恒,动能守恒
B.系统的动量守恒,机械能守恒
C.系统的动量不守恒,机械能守恒
D.系统的动量不守恒,动能守恒

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,光滑半圆弧轨道BC与光滑斜面AB在B点平滑连接,圆弧半径为R=0.4m,一半径很小,质量为m=0.2kg的小球从光滑斜面上A点由静止释放,恰好能通过圆弧轨道最高点C,(小球在轨道连接处无机械能损失,不计空气阻力,g=10 m/s2)求:

(1)小球最初释放的高度h;
(2)若要使小球离开C点恰好垂直撞击到斜面上,斜面的倾角θ的正切值为多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,在竖直平面内的轨道,AB段粗糙且绝缘,BC段为半径为R的光滑绝缘圆弧轨道,半径OC竖直。圆心O点处有一带电量为Q的正点电荷。一个质量为m带电量为(q>0)的小球自A点由静止开始下滑,小球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力,小球经过B点时无机械能损失,已知A离地面高度 H=2.5R,AO间距离L=3R,重力加速度为g,静电力常量为k,求:

(1)小球到达C点时速度大小;
(2)小球到达B点时动能大小;
(3)摩擦力对小球做的功(提示:取无穷远处电势为零,离点电荷Q距离为r处的电势为φ="kQ/r" )。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,内壁光滑的细管做成的竖直面内的圆形轨道,管的直径远小于轨道半径r,一个小球(质量为m)在管内做完整的圆周运动,A为最低点,B为最高点,下面说法正确的是
A.小球在B点的最小速度为
B.小球在A点的速度最小为2
C.小球在A点受到细管的弹力可能小于重力
D.小球在B点受到细管的弹力可能超过重力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,弹簧下面挂一质量为m的物体,物体在竖直方向上作振幅为A的简谐运动,当物体振动到最高点时,弹簧正好为原长,弹簧在弹性限度内,则物体在振动过程中
A.物体在最低点时的弹力大小应为mg
B.弹簧的弹性势能和物体动能总和不变
C.弹簧的最大弹性势能等于2mgA
D.物体的最大动能应等于mgA

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