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    精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
    精英家教网如图所示，固定在竖直平面内的光滑轨道，由一段斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道半径为R．一质量为m的小物块（可视为质点）从斜直轨道上的A点由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．A点距轨道最低点的竖直高度为4R．已知重力加速度为g．求：
    （1）小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小；
    （2）在最高点C时，轨道对小物块的作用力F的大小．
    分析：对A到C过程运用机械能守恒定律，求出物体运动到C点的速度，根据重力和轨道弹力的合力提供向心力，结合牛顿第二定律求出轨道对物块的作用力大小．
    解答：解：（1）根据机械能守恒定律有：mg×2R=
    1
    2
    mv2
    所以有：v=
    		4gR
    =2
    		gR
    ．
    （2）根据牛顿第二定律有：mg+F=m
    v2
    R

    所以有：F=3mg
    答：（1）小物块通过圆形轨道最高点C时速度v的大小为2
    		gR
    ．
    （2）轨道对小物块的作用力F的大小为3mg．
    点评：本题考查了圆周运动和机械能守恒定律的综合，知道圆周运动向心力的来源是解决本题的关键．
    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，固定在竖直平面内的光滑半圆形轨道与粗糙水平轨道在B点平滑连接，轨道半径R=0.5m，一质量m=0.2kg的小物块（可视为质点）放在水平轨道上的A点，A与B相距L=10m，物块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.1．现用一水平恒力F向右推物块，已知F=3N，当物块运动到C点时撤去该力，设C点到A点的距离为x．在圆轨道的最高点D处安装一压力传感器，当物块运动到D点时传感器就会显示相应的读数FN，压力传感器所能承受的最大压力为90N，g取10m/s2，空气阻力不计．
    （1）要使物块能够安全通过圆轨道的最高点D，求x的范围；
    （2）在满足（1）问的情况下，在坐标系中作出压力传感器的读数FN与x的关系图象．

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    如图所示，固定在竖直平面半径为R的光滑圆环，有质量为m的小球在轨道内侧作圆周运动，小球恰好能通过圆环的最高点．已知重力加速度为g，则小球在运动过程（　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，固定在竖直平板且不可伸长的绝缘轻绳栓一质量为m、电量为q的小球（可视为点电荷），小球平衡时与固定在平板的点电荷Q的连线恰好水平．若小球的质量变为2m时，而其位置仍要保持不变，则小球的电量应该变为
    （　　）

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD，其中ABC部分为半径R=0.9m的半圆形轨道，CD部分为水平轨道．一个质量m=1kg的小球沿水平方向进入轨道，通过最高点A时对轨道的压力为其重力的3倍．小球运动过程中所受空气阻力忽略不精英家教网计，g取10m/s2．
    （1）画出小球在A点时的受力示意图：
    （2）求出小球在A点时的速度大小vA；
    （3）求出小球经过C点进入半圆形轨道时对轨道的压力NC．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    精英家教网如图所示，固定在竖直平面内的半径为R=0.5m的光滑圆环的最高点C处有一个光滑的小孔，一质量为m=0.1kg的小球套在圆环上，一根细线的一端拴着这个小球，细线的另一端穿过小孔C，手拉细线使小球从A处沿圆环向上移动．在下列两种情况下，当小球通过B处，即∠COB=α=740时，求这两种情况下，细线对小球的拉力F的大小和圆环对小球的弹力FN的大小．（不计空气阻力，g取10m/s2；sin37°=0.6，cos37°=0.8；可能用到sinβ=2sin
    β
    2
    cos
    β
    2
    ；cosβ=1-2(sin
    β
    2
    )2    ） 
    （1）小球沿圆环极缓慢地移动；
    （2）小球以线速度v=1m/s沿圆环做匀速圆周运动．

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