分析 (1)在BC段,根据竖直方向合力为零求得支持力,即可求得摩擦力;
(2)整个过程根据动能定理求得在BC上运动的距离,即可判断;
(3)小球能通过圆周运动的最高点,根据临界条件判断出最高点的速度,根据动能定理求得摩擦力做功,根据W=fx求得阻力,即可判断出风力的最小值,由于不脱离轨道,故最大值不能超过重力
解答 解:(1)铁球在水平轨道BC上在竖直面内的受力如图,由平衡条件得其对每根轨道的压力为:
mg=FN
FN=mg=30N
铁球在水平轨道BC上受到的阻力
f=kFN=15N
(2)无风力,铁球从距水平轨道BC的高度h1=1m处由静止释放,由能量守恒知铁球不能越过竖直圆轨道的圆心等高的D点,而在AD间来回运动最后停在BC某处.设铁球的BC间运动的路程为s,则
mgh1-2kFNs=0
解得$s=\frac{{h}_{1}}{2k}$
铁球最终停在BC的中点
(3)设竖直向上的风力为F1时铁球恰能到达竖直圆轨道最高点E,则
$mg-{F}_{1}=\frac{{mv}_{K}^{2}}{R}$
从释放点到E点应用动能定理mgh2-2k(mg-F1)L-(mg-F1)$•2R=\frac{1}{2}{mv}_{K}^{2}-0$
得${F}_{1}=mg(1-\frac{2{h}_{2}}{5R+4kL})=10N$
考虑铁球不脱离轨道,风力不大于重力,故风力调节范围为10N≤F≤30N
答:(1)水平轨道的每根金属条对铁球的阻力为15N.
(2)关闭风机(无风力),铁球从AB上距水平轨道BC的高度h1=1m处由静止释放,铁球最终停在BC段的终点
(3)风力F大小的调节范围为10N≤F≤30N
点评 本题主要考查了动能定理,关键是抓住运动的过程,关键是在第三问中,抓住恰能通过最高点的临界条件,利用动能定理即可求得
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 支持力减小,摩擦力增大 | B. | 支持力减小,摩擦力减小 | ||
C. | 支持力增大,摩擦力增大 | D. | 支持力增大,摩擦力减小 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | Ek1>Ek2 | B. | Ek1<Ek2 | C. | W1>W2 | D. | W1=W2 |
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 第一次力F做的功多 | B. | 两次力F做的功一样多 | ||
C. | 第一次物体获得的动能大 | D. | 两次物体获得的动能一样大 |
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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. | 甲、乙两质点的初速度相同 | |
B. | 甲、乙两质点的加速度大小相同 | |
C. | 甲做匀速直线运动,乙做匀加速直线运动 | |
D. | t=6s时,甲、乙相距36m |
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