分析 (1)首先要了解问题的运动过程,运用牛顿第二定律和运动学公式研究P到Q可求解Q的速度大小;
(2)判断出物体在Q点刚好做圆周运动时的速度,来判断能否做圆周运动.
(3)运用平抛运动的知识求解出在A点的速度,由牛顿第二定律求出轨道在A点的支持力,由牛顿第三定律可求得物块在A点对圆轨道的压力.
解答 解:(1)物块在PQ段做匀减速运动的加速度大小a=μg=1m/s2,
${v}_{Q}=\sqrt{{{v}_{0}}^{2}-2as}=\sqrt{36-2×1×5.5}$m/s=5m/s.
(2)物块通过Q点,恰好做圆周运动时,有:mg=$\frac{{v}^{2}}{R}$,解得v=$\sqrt{gR}=\sqrt{10}<5m/s$,
可知物块能够经过Q点做圆周运动.
(3)根据h=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$得,物块平抛运动的时间t=$\sqrt{\frac{2h}{g}}=\sqrt{\frac{2×1.25}{10}}s=0.5s$,
物块在A点的速度${v}_{A}=\frac{x}{t}=\frac{4}{0.5}m/s=8m/s$,
根据牛顿第二定律得${N}_{A}-mg=m\frac{{v}^{2}}{R}$,解得${N}_{A}=mg+m\frac{{{v}_{A}}^{2}}{R}=10+1×\frac{64}{1}$N=74N.
则物块在A点时对圆轨道的压力为74N.
答:(1)物块到达Q点时的速度大小为5m/s;
(2)物块能够经过Q点做圆周运动.
(3)物块在A点时对圆轨道的压力为74N.
点评 该题考查了多个知识点的应用,要通过正确的受力分析找到向心力的来源,对于A点之后的过程可以运用平抛运动进行求解.
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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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. | A球的线速度大于B球的线速度 | |
B. | A球的向心加速度与B球的向心加速度大小相等 | |
C. | A球的运动周期小于B球的运动周期 | |
D. | A球对筒壁的压力一定小于B球对筒壁的压力 |
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 汽车的向心力就是它所受的重力 | |
B. | 汽车的向心力是它所受的重力和支持力的合力,方向指向圆心 | |
C. | 汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用 | |
D. | 以上均不正确 |
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