分析 (1)物塊剛好能通過圓軌道最高點(diǎn)時(shí)由重力提供向心力,由牛頓第二定律求出物塊通過最高點(diǎn)時(shí)的速度.物塊從B點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,由機(jī)械能守恒定律求出物塊通過B點(diǎn)時(shí)的速度,由牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解物塊運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力大小.
(2)物塊離開A點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得到水平位移和豎直位移的表達(dá)式,再由幾何知識(shí)分析它們的關(guān)系,即可求時(shí)間.
解答 解:(1)物塊恰好能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)A時(shí),由牛頓第二定律得:
mg=m$\frac{{v}_{A}^{2}}{R}$,vA=$\sqrt{gR}$=4m/s
物塊從B點(diǎn)到A點(diǎn)的過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,則得
mg•2R+$\frac{1}{2}m{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:N-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{R}$
聯(lián)立得 N=6mg
根據(jù)牛頓第三定律得物體對(duì)圓軌道最低點(diǎn)B的壓力 N′=N=6mg=6×2×10N=120N
(2)物塊離開A點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),落到斜面上時(shí),有:
x=vAt
y=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
又由幾何關(guān)系有:y+xtanθ=2R
聯(lián)立得 t=$\frac{\sqrt{73}-3}{10}$s
答:
(1)物體對(duì)圓軌道最低點(diǎn)B的壓力為120N.
(2)物體從A點(diǎn)落到斜面的時(shí)間為$\frac{\sqrt{73}-3}{10}$s.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的綜合,涉及到牛頓第二定律和機(jī)械能守恒定律的運(yùn)用,知道圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的臨界條件,找出平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向和豎直方向上的分位移的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | V1、V2不變,A1增大,A2減小,P1增大 | |
B. | V1、V2不變,A1、A2增大,P1增大 | |
C. | V1、V2不變,A1、A2減小,P1減小 | |
D. | V1不變,V2增大,A1減小,A2增大,P1減小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 伽利略斜面實(shí)驗(yàn)合理外推解釋了自由落體是勻變速運(yùn)動(dòng) | |
B. | 開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律 | |
C. | 卡文迪許通過實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量G | |
D. | 慣性定律是可以被實(shí)驗(yàn)直接驗(yàn)證的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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