A. | 12m | B. | 9m | C. | 8.5m | D. | 7m |
分析 到达环顶C时,刚好对轨道压力为零,根据牛顿第二定律求出在C点的速度.
根据动能定理研究小球上升到顶点过程求出摩擦力做功.
小球沿轨道下滑,由于机械能有损失,所以下滑速度比上升速度小,因此对轨道压力变小,所受摩擦力变小,所以下滑时,摩擦力做功大小小于上升过程做的功.
根据能量守恒求解.
解答 解:到达环顶C时,刚好对轨道压力为零,所以在C点,重力充当向心力,根据牛顿第二定律有:
$\frac{{mv}^{2}}{R}$=mg
R=4m
所以$\frac{1}{2}$mv2=2mg
所以在C点,小球动能为2mg,因为圆环半径是4m,
因此在C点,以b点为零势能面,小球重力势能=2mgR=8mg
开始小球从H=12m 高处,由静止开始通过光滑弧形轨道ab
因此在小球上升到顶点时,根据动能定理得:
wf+mg(12-8)=$\frac{1}{2}$mv2-0
所以摩擦力做功wf=-2mg,此时机械能等于10mg,
之后小球沿轨道下滑,由于机械能有损失,所以下滑速度比上升速度小,
因此对轨道压力变小,所受摩擦力变小,所以下滑时,摩擦力做功大小小于2mg,机械能有损失,到达底端时小于10mg
此时小球机械能大于10mg-2mg=8mg,而小于10mg
所以进入光滑弧形轨道bd时,小球机械能的范围为,8mg<Ep<10mg
所以高度范围为8m<h<10m,故h不可能是AD;
故选:AD.
点评 选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.
了解研究对象的运动过程是解决问题的前提,根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题.
动能定理的应用范围很广,可以求速度、力、功等物理量,特别是可以去求变力功.
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 电流表A1读数变小 | B. | 电流表A2读数变大 | ||
C. | 电压表V读数变大 | D. | 电压表V读数不变 |
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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:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 这颗行星的密度等于地球的密度 | B. | 这颗行星的自转周期与地球相等 | ||
C. | 这颗行星的质量等于地球的质量 | D. | 这颗行星的公转周期与地球相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 杆中感应电流方向是从b到a | B. | 杆中感应电流大小均匀增大 | ||
C. | 金属杆所受安培力方向水平向左 | D. | 金属杆所受安培力大小保持不变 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 等于零 | B. | 大于B车的速率 | C. | 小于B车的速率 | D. | 等于B车的速率 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 落地时间缩短为0.5t | B. | 射程减小为0.5 s | ||
C. | 落地时间仍为t | D. | 射程仍为s |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 线圈中电动势的有效值为$\frac{\sqrt{2}}{2}$NBL2ω | |
B. | 线圈中电动势的最大值为$\frac{1}{2}$NBL2ω | |
C. | 在转动一圈的过程中,线圈中有一半时间没有电流 | |
D. | 当线圈转到图中所处的位置时,穿过线圈的磁通量为$\frac{1}{2}$NBL2 |
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