题目内容
(2007?黄岛区模拟)如图所示,质量为m的小球在竖直面内的光滑圆形轨道内侧做圆周运动,通过最高点且刚好不脱离轨道时的速度为v,则当小球通过与圆心等高的A点时,对轨道内侧的压力大小为( )
分析:小球通过最高点且刚好不脱离轨道时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律得到速度v与半径R的关系,根据机械能守恒定律求出小球经过A点的速度.在A点时,轨道对小球的弹力提供向心力,根据牛顿第二定律和第三定律分析求解.
解答:解:设轨道半径为R.
小球通过最高点时,有mg=m
①
小球由最高点到A点的过程,根据机械能守恒定律得
mgR+
mv2=
mvA2②
由①②联立得vA2=
v
设小球在A点时,轨道对小球的弹力为F
则F=m
=3mg
又牛顿第三定律得小球在A点时,轨道内侧的压力大小为3mg.
故选C
小球通过最高点时,有mg=m
v2 |
R |
小球由最高点到A点的过程,根据机械能守恒定律得
mgR+
1 |
2 |
1 |
2 |
由①②联立得vA2=
3 |
设小球在A点时,轨道对小球的弹力为F
则F=m
vA2 |
R |
又牛顿第三定律得小球在A点时,轨道内侧的压力大小为3mg.
故选C
点评:向心力往往与机械能守恒定律、动能定理、平抛运动等知识综合,本题考查综合应用物理知识的能力.
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