题目内容
如图所示,两个半径不同内壁光滑的半圆轨道,固定于地面,一小球先后从与球心在同一水平高度上的A、B两点,从静止开始自由滑下,通过最低点时,下述说法不正确的是( )
分析:根据机械能守恒或动能定理求出小球通过最低点时的速度,再根据牛顿第二定律求出小球在最低点时所受的支持力,从而进行比较.根据向心加速度的公式求出最低点的向心加速度的大小,从而进行比较.
解答:解:AB、设小球通过最低点的速度大小为v,半圆的半径为R.
在落到最低点的过程中.根据动能定理得:
mgR=
mv2-0,
解得:v=
.
在最低点,竖直方向上的合力提供向心力,由牛顿第二定律有:
N-mg=m
,
联立上两式解得:N=3mg
可知轨道对小球的支持力与半圆轨道的半径无关,所以小球对两轨道的压力相等,大小为重力的3倍.故A正确、B错误.
C、由v=
知,R越大,v越大,故C正确.
D、根据向心加速度公式a=
得:
a=
=2g,方向竖直向上.知向心加速度大小相同.故D正确.
本题选错误的,故选:B
在落到最低点的过程中.根据动能定理得:
mgR=
1 |
2 |
解得:v=
2gR |
在最低点,竖直方向上的合力提供向心力,由牛顿第二定律有:
N-mg=m
v2 |
R |
联立上两式解得:N=3mg
可知轨道对小球的支持力与半圆轨道的半径无关,所以小球对两轨道的压力相等,大小为重力的3倍.故A正确、B错误.
C、由v=
2gR |
D、根据向心加速度公式a=
v2 |
R |
a=
(
| ||
R |
本题选错误的,故选:B
点评:本题综合考查了动能定理和牛顿第二定律,难度不大,要加强这类题型的训练.本题的结果要理解加以记忆.
练习册系列答案
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如图所示,两个半径相同的半圆形轨道分别竖直放在匀强电场和匀强磁场中,轨道两端在同一高度上,轨道是光滑的.两个相同的带正电小球同球从两轨道左端最高点由静止释放,M、N为轨道的最低点,则( )
A、两小球到达轨道最低点的速度vM=vN | B、两小球到达轨道最低点时对轨道的压力FM>FN | C、小球第一次到达M点的时间大于小球第一次到达N点的时间 | D、在磁场中小球能到达轨道的另一端,在电场中小球不能到达轨道的另一端 |