题目内容

(2011?徐汇区模拟)如图所示,A、B、C是同一半径为R的竖直圆周上的三个点,C为最低点,AC、BC为两条分别与水平方向成α、β角的光滑导轨.则物体分别从A、B点滑到C点所经历的时间之比
1:1
1:1
,A、B点到达C点时的速率之比为
sinα
sinβ
sinα
sinβ
分析:根据圆的几何知识,可以求得AC和BC的长度,由牛顿第二定律可以求得物体运动的加速度的大小,再由匀变速直线运动的规律可以求得物体运动的时间和速度的大小.
解答:解:当物体沿AC轨道运动时,对物体受力分析可知,物体在AC轨道上的合力的大小为mgsinα=ma,所以物体的加速度大小为a=gsinα,设圆的半径为R,由圆的几何关系可知,AC的长度为2Rsinα,由x=
1
2
at2可得物体由A运动到C得时间为t=
4R
g
,同理可得,沿BC运动时,加速度的大小为gsinθ,BC的长度为2Rsinθ,物体由B运动到C得时间t=
4R
g
,所以物体分别从A、B点滑到C点所经历的时间之比1:1;
由速度公式v=at可得,沿AC运动时,物体的速度的大小为VA=gsinα
4R
g
,沿BC运动时,物体的速度的大小为VB=gsinθ
4R
g
,所以A、B点到达C点时的速率之比为
sinα
sinβ

故答案为:1:1;
sinα
sinβ
点评:本题考查了牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律,对物体受力分析,确定物体的运动的状态,在根据匀变速直线运动的规律来求解即可.
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