分析 (1)由向心力公式可求得E点的速度,再由动能定理可求得D的速度;
(2)对AB过程由牛顿第二定律及运动学公式可得出B点的速度,再对BCD段由动能定理可求得摩擦力所做的功.
解答 解:(1)对金属块在E点,有:mg=m$\frac{{v}_{E}^{2}}{R}$
代入数据解得:vE=2m/s
在从D到E过程中,由动能定理得:-mg•2R=$\frac{1}{2}$mvE2-$\frac{1}{2}$mvD2
代入数据得:vD=2$\sqrt{5}$m/s;
(2)金属块刚刚放上时,由牛顿第二定律得:mgsinθ+μmgcosθ=ma1
代入数据解得:a1=10m/s2
设经位移s1到达共同速度,有:v2=2a1s1
代入数据解得:s1=0.2<3.2m
继续加速过程中有:mgsinθ-μmgcosθ=ma2
代入数据解得:a2=2m/s2
所以有:s2=L-s1=3m
由运动学公式得:vB2-v2=2a2s2
代入数据联立解得:vB=4m/s
在从B到D的过程中,由动能定理可得:mgh-W=$\frac{1}{2}$mvD2-$\frac{1}{2}$mvB2
代入数据解得:W=3J.
答:(1)金属块经过D点时的速度是2m/s;
(2)金属块在BCD轨道上克服摩擦力做的功是3J.
点评 本题考查牛顿第二定律的应用、动能定理等内容,要注意分析受力情况及运动情况,然后再合理选择物理规律求解.解决本题的关键要把握圆周运动最高点的临界条件:重力等于向心力.要知道动能定理是求功常用的方法.
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:多选题
A. | 重的物体g值大 | |
B. | 同一地点、轻和重的物体的g值一样大 | |
C. | g值在地球上任何地方都一样大 | |
D. | 随纬度越高,g值越大 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 它始终处于静止平衡状态 | |
B. | 运行速度大于第一宇宙速度 | |
C. | 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 | |
D. | “天链一号01星”与地球自转角速度相同 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 轻杆的长度为0.6m | |
B. | 小球经最高点时,杆对它的作用力方向竖直向上 | |
C. | B点对应时刻小球的速度为3m/s | |
D. | 曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.5m |
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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. | 增大磁感应强度B | B. | 增大ab中的电流I | ||
C. | 改变电流I的方向 | D. | 改变磁感应强度B的方向 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 物块b所受到的支持力也在一定范围内变化 | |
B. | 绳OO'的张力也在一定范围内变化 | |
C. | 连接a和b的绳的张力也在一定范围内变化 | |
D. | 物块b与桌面间的摩擦力也在一定范围内变化 |
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