题目内容
一质量为m的小物块,由静止开始,沿半径为R的
圆弧轨道(轨道光滑)上端滑至末端时,对轨道的压力( )
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分析:物块从光滑的圆弧轨道下滑过程中,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律求出物块滑到轨道末端时的速度大小.物块滑到轨道末端时,由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出轨道的支持力,由牛顿第三定律得到物块对轨道的压力.
解答:解:设物块滑到轨道末端时的速度大小为v,根据机械能守恒定律得
mgR=
mv2
得到v=
物块经过轨道末端时,由牛顿第二定律得
N-mg=m
代入解得,轨道对物块的支持力大小为N=3mg,方向竖直向上则由牛顿第三定律得:物块对轨道的压力大小为N′=3mg,方向竖直向下.
故选D
mgR=
1 |
2 |
得到v=
2gR |
物块经过轨道末端时,由牛顿第二定律得
N-mg=m
v2 |
R |
代入解得,轨道对物块的支持力大小为N=3mg,方向竖直向上则由牛顿第三定律得:物块对轨道的压力大小为N′=3mg,方向竖直向下.
故选D
点评:本题是机械能守恒定律和牛顿运动定律结合处理圆周运动动力学问题,本题的结论N=3mg与轨道半径无关.
练习册系列答案
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如图所示,质量为M的楔形物块静止在水平地面上,其斜面的倾角为θ.斜面上有一质量为m的小物块,小物块与斜面之间存在摩擦.用恒力F沿斜面向上拉,使之匀速上滑.在小物块运动的过程中,楔形物块始终保持静止,则( )
A、地面对楔形物块的支持力为(M+m)g | B、地面对楔形物块的摩擦力为零 | C、楔形物块对小物块摩擦力可能为零 | D、小物块一定受到四个力作用 |