A. | 小球通过最高点时的最小速度vmin=$\sqrt{gR}$ | |
B. | 小球通过最高点时圆形轨道对小球的弹力的最大值为mg | |
C. | 小球在水平线ab以下的管道中运动时,速度越大外侧管壁对小球的弹力一定越大 | |
D. | 小球在水平线ab以上的管道中运动时,速度越小外侧管壁对小球的弹力一定越小 |
分析 圆形管道内能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0.小球从最低点运动到最高点的过程中,只有重力做功,其机械能守恒.根据机械能守恒求出最低点的最小速度.由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向.
解答 解:A、由于圆形管道能支撑小球,所以小球能够通过最高点时的最小速度为0.故A错误.
B、小球通过最高点时,根据牛顿第二定律可知${F}_{N}+mg=\frac{m{v}^{2}}{R}$,作用力与小球的速度有关,故B错误;
C、小球在水平线ab以上的管道中运动时,设小球的速度为v,管道对小球的弹力大小为F,方向指向圆心,半径与竖直方向的夹角为α.小球经过最高点的速度为v′.由牛顿第二定律得:
F-mgcosα=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
解得F=mgcosα+m$\frac{v{′}^{2}}{R}$.,速度越大,弹力越大,故C正确
D、小球在水平线ab以上的管道中运动时,设小球的速度为v,管道对小球的弹力大小为F,方向指向圆心,半径与竖直方向的夹角为α.小球经过最高点的速度为v′.由牛顿第二定律得:
mgcosα+F=m$\frac{{v}^{2}}{R}$
根据机械能守恒得:mgR(1-cosα)=$\frac{1}{2}{mv}_{2}^{2}-\frac{1}{2}mv{′}^{2}$
联立得:F=2mg(1-2cosα)-m$\frac{v{′}^{2}}{R}$,可知F可能为正,也可能为负,所以外侧管壁对小球可能有作用力.故D错误.
故选:C
点评 本题中圆管模型与轻杆模型相似,抓住两个临界条件:一是小球恰好到达最高点时,速度为零;二是小球经过最高点与管道恰好无作用力时速度为$\sqrt{gR}$.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 | |
B. | 线圈的角速度为50rad/s | |
C. | 穿过线圈的磁通量的最大值为$\frac{1}{100x}$Wb | |
D. | 线圈转一周所产生的热量为968J |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 90° | B. | 45° | C. | 60° | D. | 30° |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 所有元素都可能发生衰变 | |
B. | 放射性元素的半衰期与外界的温度有关 | |
C. | 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性 | |
D. | 一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线 |
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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:实验题
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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:解答题
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