题目内容

【题目】如图所示,竖直放置的光滑 圆弧轨道半径为L,底端切线水平且轨道底端P距水平地面的高度也为L,Q为圆弧轨道上的一点,它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60°.现将一质量为m,可视为质点的小球从Q点由静止释放,g=10m/s2 , 不计空气阻力.求:
(1)小球在P点时的速度大小;
(2)改变小球的释放位置,使小球落地点B到轨道底端P的正下方A的距离为2L,小球从释放到落地的运动过程中,重力做的功.

【答案】
(1)

小球滑到圆弧轨道底端的过程机械能守恒,令P点重力势能为0,则有:

mgL(1﹣cos60°)= mv2

解得:v=

答:小球在P点时的速度大小是


(2)

小球离开P点后做平抛运动,所用时间为t,则小球下落的高度为:

L= gt2水平位移为:2L=vt解得:v= 小球从释放到P点机械能守恒,设释放点距P点高为h,则有:mgh= mv2解得:h=L所以,小球从释放到落地,重力做的功为:

W=2mgL

答:重力做的功为2mgL.


【解析】(1)小球在下滑过程中机械能守恒,由机械能守恒定律可求得小球通过P点的速度;(2)小球在P点后做平抛运动,由平抛运动的规律可求得平抛的初速度,再由机械能守恒求出开始时的高度以及重力做的功.
【考点精析】本题主要考查了平抛运动和机械能综合应用的相关知识点,需要掌握特点:①具有水平方向的初速度;②只受重力作用,是加速度为重力加速度g的匀变速曲线运动;运动规律:平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动;系统初态的总机械能E 1 等于末态的总机械能E 2 ,即E1 =E2;系统减少的总重力势能ΔE P 等于系统增加的总动能ΔE K ,即ΔE P =ΔE K;若系统只有A、

练习册系列答案
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【题目】请阅读下列材料,回答第(1)~(4)小题.
2016年,中国空间站建设捷报频传.
9月15日在酒泉卫星发射中心成功发射“天宫二号”空间实验室.“天宫二号”发射后,成功进入高度约380千米的轨道运行.在“神舟十一号”载人飞船发射前.“天宫二号”将调整轨道至高度393千米的对接轨道,做好与“神舟十一号”载人飞船交会对接的准备.
10月17日,搭载着航天员景海鹏、陈冬的“神舟十一号”载人飞船成功发射,并完成与“天宫二号”的自动交会对接,形成组合体,航天员进驻“天宫二号”,组合体在轨飞行33天,期间,2名航天员按计划开展了一系列科学实验,11月17日,“神舟十一号”飞船与“天宫二号”科技实验室成功实施分离,航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅.
11月8日,“神舟十一号”返回舱顺利着陆.

(1)下列各组情况中,可将“神舟十一号”飞船视为质点的是(  )
A.调整“神舟十一号”飞船的飞行姿势
B.调整“神舟十一号”飞船绕地球的运行轨道
C.研究“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接的过程
D.观测宇航员在飞船内的实验活动
(2)组合体在轨飞行期间,2名航天员在“天宫二号”内工作和生活,该过程中航天员(  )
A.一直处于失重状态
B.一直处于超重状态
C.不受重力作用
D.处于超重还是失重状态由航天员工作状态决定
(3)如图所示是“神舟十一号”航天飞船返回舱返回地面的示意图,假定其过程可简化为:打开降落伞后,整个装置匀速下降,一段时间后,为确保安全着陆,点燃返回舱的缓冲火箭,返回舱做匀减速直线运动,则能反映其运动过程的v﹣t图象是(  )

A.
B.
C.
D.
(4)“天宫二号”在高度为393千米的对接轨道运行与在高度约380千米的轨道运行相比,变大的物理量是(  )
A.向心加速度
B.周期
C.角速度
D.线速度

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