题目内容
【题目】如图所示,一个小球(视为质点)从H=12m高处,由静止开始通过光滑弧形轨道AB,进入半径R=4m的竖直圆环,且圆环动摩擦因数处处相等,当到达环顶C时,刚好对轨道压力为零;沿CB圆弧滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达高度为h的D点时的速度为零,则h之值可能为(g=10m/s2,所有高度均相对B点而言)( )
A. 12m B. 10m C. 8.5m D. 7m
【答案】C
【解析】已知C点小球对圆环无压力,则重力提供向心力,得到:
小球在C点的动能为: mv2=mgR=2mg
小球从A运动到C,根据动能定理得:EPA-EPC-Wf=EkC
把数据代入,得到:Wf=2mg
所以小球从A运动到C,半个圆弧加上AB段圆弧的摩擦力做功Wf=2mg
再分析从C点运动到D点, 根据动能定理得:mg(2R-h)-Wf'=0-mv2
即:mgh=10mg-Wf'
因为沿BC弧运动的平均速度小于沿AB弧运动平均速度,根据圆周运动向心力公式可知沿BC弧运动的平均正压力小于沿AB弧运动平均正压力,故沿BC弧运动的平均摩擦力小于沿AB弧运动的平均摩擦力,所以0<Wf'<Wf=2mg
所以8mg<mgh<10mg
故8m<h<10m,故选C.
【题目】在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的木块,木块运动状态及弹簧测力计的读数如表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同)则由此表分析可知( )
实验次数 | 小木块的运动状态 | 弹簧测力计读数(N) |
1 | 静止 | 0.4 |
2 | 静止 | 0.6 |
3 | 加速 | 0.7 |
4 | 匀速 | 0.5 |
5 | 减速 | 0.3 |
A. 木块受到的最大静摩擦力为 0.5N
B. 木块受到的最大静摩擦力一定为0.7N
C. 在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D. 在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有二次是相同的