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如图所示,质量为m的小球由光滑斜轨道自由下滑后,接着又在一个与斜轨道相连的竖直的光华圆环内侧运动,阻力不计,求

⑴小球至少应从多高的地方滑下,才能达到圆环顶端而不离开圆环
⑵小球到达圆环底端时,作用于环底的压力
⑴小球至少从离底端2.5R出滑下才能到达环顶而不离开圆环。
⑵小球作用于圆环的压力为6mg   
⑴小球在下滑的过程中机械能守恒,设地面为零势能面,小球下落的高度为h,小球能到达环顶端市的速度最小为v2
小球到达环顶端而不离开的临界条件为重力恰好全部提供向心力
 即
小球在开始的机械能为E1=mgh
小球在环顶端的机械能为

根据机械能守恒 E1=E2
整理得:h=2.5R,即小球至少从离底端2.5R出滑下才能到达环顶而不离开圆环。
⑵当环从h=2.5R处下滑到底部速度为vB,由机械能守恒得
  

小球在底端受到重力mg和支持力N,小球作圆周运动所需要的向心力由支持力和重力提供,即

整理得:N=6mg
圆环对小球的支持力与小球对圆环的压力是作用力反作用力,所以小球作用于圆环的压力为6mg   
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

(本题14分)两百多年来,自行车作为一种便捷的交通工具,已经融入人们的社会生活之中,骑自行车出行,不仅可以减轻城市交通压力和减少汽车尾气污染,而且还可以作为一项很好的健身运动。
小题1:右图为一种早期的自行车,这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(  )
A.提高速度
B.提高稳定性
C.骑行方便
D.减小阻力
小题2:自行车的设计蕴含了许多物理知识,利用所学知识完成下表
自行车的设计
目的(从物理知识角度)
车架用铝合金、钛合金代替钢架
减轻车重
车胎变宽
 
自行车后轮外胎上的花纹
 
小题3:小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下的数据:在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度=             ;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有                                 ;自行车骑行速度的计算公式v=             

小题4:与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力。下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数。
在额定输出功率不变的情况下,质量为60Kg的人骑着此自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍。当此电动车达到最大速度时,牵引力为       N,当车速为2m/s时,其加速度为         m/s2(g=10m/s2)。
规格
后轮驱动直流永磁铁电机
车型
14电动自行车
额定输出功率
200W
整车质量
40Kg
额定电压
48V
最大载重
120 Kg
额定电流
4.5A
小题5:以自行车代替汽车出行,可以减少我们现代生活中留下的“磁足迹”,积极应对全球气候变暖的严峻挑战。我们的各种行为留下的“磁足迹”可以用直观的“磁足迹计数器”进行估算。比如:
开车的二氧化碳排放量(Kg)=汽油消耗升数×2.2
设骑车代替开车出行100Km,可以节约9L,则可以减排的二氧化碳越(  )
A.100Kg
B.20Kg
C.9 Kg
D.2.2 Kg

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

有一个圆盘能够在水平面内绕其圆心O匀速旋转,盘的边缘为粗糙平面(用斜线表示)其余为光滑平面。现用很轻的长L="5" cm的细杆连接A、B两个物体(看做质点),A、B的质量分别为mA="0.1" kg和mB="0.5" kg,B放在圆盘的粗糙部分,A放在圆盘的光滑部分。并且细杆指向圆心,A离圆心O为10cm,如图所示,当圆盘以n=2转/秒的转速转动时,A和B能跟着一起作匀速圆周运动。()求:

(1)B受到的摩擦力的大小。
(2)细杆所受的作用力。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,一个水平放置的圆桶绕轴匀速转动,转动角速度="2.5" rad/s,桶壁上P处有一圆孔,桶璧很薄,桶的半径R=2m。当圆孔运动到桶的上方时,在圆孔的正上方h=3.2m处有一个小球由静止开始下落,已知圆孔的半径略大于小球的半径。试通过计算判断小球是否和圆桶碰撞(不考虑空气阻力,g=10

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,在粗糙水平板上放一个物块,使水平板和物块一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动.ab为水平直径,cd为竖直直径,在运动中木板始终保持水平,物块相对于木板始终静止.则(   )
A.物块始终受到三个力作用
B.只有在a、b、c、d四点,物块受到的合外力才指向圆心
C.从a到b,物块处于超重状态
D.从b到a,物块处于超重状态

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大值为其重力的k倍(k=0.5),试求

⑴当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小多大?方向如何?
⑵欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度多大?(取g=10m/s2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

如图所示是生产流水线上的皮带传输装置,传输带上等间距地放着很多半成品产品。A轮处装有光电计数器,它可以记录通过A处的产品数目。已知测得轮A、B的半径分别为rA=20cm,rB=l0cm,相邻两产品距离为30cm,lmin内有41个产品通过A处,求:

小题1:(1)产品随传输带移动的速度大小;
小题2:(2)A、B轮轮缘上的两点P、Q及A轮半径中点M的线速度和角速度大小,并在图中画出线速度方向;
小题3:(3)如果A轮是通过摩擦带动C轮转动,且rC="5" cm,在图中描出C轮的转动方向,求出C轮的角速度(假设轮不打滑)。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

对于做匀速圆周运动的物体,下列说法正确的是(  )
A.物体处于平衡状态B.物体所受的合外力为零
C.物体的线速度是不变的D.物体转动的角速度不变

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列关于离心运动的说法,正确的是(   )
A.离心运动一定是曲线运动
B.离心运动的本质是惯性的表现
C.离心运动就是物体沿半径方向飞出去的运动
D.离心运动是物体受到离心力的作用。

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