分析 (1)N小球恰能沿半圓形軌道通過其最高點C,由重力充當向心力,由牛頓第二定律和向心力公式結(jié)合求小球恰好通過C點時的速度.
(2)小球N離開C點后做平拋運動,由分運動的規(guī)律求出落地點D點到B點的距離.
(3)小球N從B運動到C的過程,遵守機械能守恒,由機械能守恒定律求得小球N通過B點時的速度.在B點,由合力提供向心力,由牛頓第二定律求軌道對小球N的支持力.
(4)解除鎖定彈簧的過程,由動量守恒定律和能量守恒定律結(jié)合求彈簧的彈性勢能.
解答 解:(1)由題意可知,小球在最高點C時,只有重力提供向心力,所以有:mg=mv2CR
得:vC=√gR=√10×0.4=2m/s
(2)小球過C點后做平拋運動,則有:
t=√2hg=√4Rg=√4×0.410=0.4s
D點到B點的距離為:
SDB=vCt=2×0.4m=0.8m
(3)小球N由B到C滿足機械能守恒定律,則有:
12mv2C+2mgR=12mv2B
代入數(shù)據(jù)解得:vB=2√5m/s
由圓周運動的規(guī)律可知:
N-mg=mv2BR
代入數(shù)據(jù)解得:N=12N
(4)彈簧解鎖過程中,M、N組成的系統(tǒng)動量守恒,取向右為正方向,由動量守恒定律得:
mNvB-mMvM=0
代入數(shù)據(jù)得:vM=4√5m/s
由能量守恒定律可知:
Ep=12mNvB2+12mMvM2.
代入數(shù)據(jù)解得:Ep=6J
答:(1)小球恰好通過C點時的速度大小是2m/s.
(2)小球N從最高點平拋后落到AB軌道上的D點到B點的距離是0.8m.
(3)剛過軌道B點時受到圓軌道的支持力大小是12N.
(4)解除鎖定前,彈簧的彈性勢能是6J.
點評 本題要注意分析物體的運動過程,把握圓周運動向心力的來源:指向圓心的合力.知道彈簧解除鎖定時遵守動量守恒定律和機械能守恒定律.
科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 布朗運動間接反映了分子運動的無規(guī)則性 | |
B. | 兩個相鄰的分子間的距離增大時,分子間的引力增大,斥力減小 | |
C. | 溫度相同的氫氣和氧氣中,氫氣分子和氧氣分子的平均速率不同 | |
D. | 熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體 | |
E. | 不能違背能量守恒定律的第二類永動機是有可能制成的 |
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | v1>v3>v2 | B. | v1>v2>v3 | C. | a′>a | D. | T2>T1 |
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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:選擇題
A. | 1m/s2 | B. | 5m/s2 | C. | 10m/s2 | D. | 15m/s2 |
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B、C兩點之間的距離為200m | |
B. | BC段做勻變速運動的加速度大小為4m/s2 | |
C. | AB段勻速運動所用時間為10s | |
D. | AC段所經(jīng)歷的時間為25s |
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