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精英家教网如图所示,AB是半径为R的1/4光滑圆弧轨道.B点是圆弧轨道的最低点,且过B点的切线在水平方向,B点离水平地面高h=R,有一质量为m的物体(可视为质点)从A点静止开始滑下,经过B点落到水平地面上.重力加速度为g.求:
(1)物体通过B点时对轨道的压力大小;
(2)物体落地点到B点的水平距离s.
分析:(1)小球由A→B过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律求解v,根据牛顿第二定律求解压力;
(2)小球从B点抛出后做平抛运动,根据平抛运动的位移公式求解s;
解答:解:(1)根据机械能守恒定律,有:mgR=
1
2
mv2              
根据牛顿第二定律,有:FN-mg=m
v2
R
            
联立解得:FN=3mg                 
(2)由平抛运动规律:h=
1
2
gt2
                    
s=vt                        
联立解得:s=2R       
答:(1)物体通过B点时对轨道的压力大小为3mg;
(2)物体落地点到B点的水平距离s为2R.
点评:本题关键对两个的运动过程分析清楚,然后选择机械能守恒定律和平抛运动规律列式求解.
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,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定.在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点相同的动能抛出,抛出方向不同时小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c点时的小球的动能最大,已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求:
(1)电场方向与ac间的夹角θ为多少?
(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,则小球恰好能落在c点,则初动能为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向与圆周平面平行.在圆周平面内将质量为m,带正电为q的粒子,从a点同时以相同的动能在圆周平面向各个方向抛出,粒子会经过圆周上不同的点.在这些点中,到达c点的粒子动能最大,已知ac和ab间的夹角θ=30°,若不计重力和空气阻力及粒子间的相互作用力,求:
(1)电场方向与ab间的夹角α为多大?
(2)若粒子在a点时的初速度与电场方向垂直,则粒子恰好能落在C点,则初速度为多大?
(3)若在a点时的初速度与电场方向垂直的粒子恰好落在C点时,是否还有其它粒子同时落到圆周上.若有,求出其它粒子在圆周上的落点到C点的距离;若没有,说明理由.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网测量小物块Q与平板P之间的动摩擦因数的实验装置如图所示.AB是半径足够大的、光滑的四分之一圆弧轨道,与水平固定放置的P板的上表面BC在B点相切,C点在水平地面的垂直投影为C′.重力加速度为g.实验步骤如下:
①用天平称出物块Q的质量m;
②测量出轨道AB的半径R、BC的长度L和CC′的高度h;
③将物块Q在A点由静止释放,在物块Q落地处标记其落地点D;
④重复步骤③,共做10次;
⑤将10个落地点用一个尽量小的圆围住,用米尺测量圆心到C′的距离s.
用实验中的测量量表示:
(ⅰ)物块Q到达B点时的动能EkB=
 

(ⅱ)物块Q到达C点时的动能EkC=
 

(ⅲ)在物块Q从B运动到C的过程中,物块Q克服摩擦力做的功Wf=
 

(ⅳ)物块Q与平板P之间的动摩擦因数μ=
 

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精英家教网如图所示,AB是半径为R的
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光滑圆弧轨道,B点的切线在水平方向,且B点离水平地面高为h,有一物体(可视为质点)从A点由静止开始滑下,到达B点后水平飞出.设重力加速度为g.求:
(1)物体运动到B点时的速度v;
(2)物体落地点C到B点的水平距离s.

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