题目内容
如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接。在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m 、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g。求:
⑴水平外力F的大小;
⑵1号球刚运动到水平槽时的速度大小;
⑶整个运动过程中,2号球对1号球所做的功。
(1)(2)(3)
解析试题分析:⑴以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得
得
⑵以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得
解得
⑶撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得
得
以1号球为研究对象,由动能定理得
得
考点:动能定理的应用;共点力平衡的条件及其应用;机械能守恒定律.
点评:本题解题关键有两个:一要选择研究对象,二是明确解题规律.当10个球都在斜面上下滑时,相互间没有作用力,机械能守恒.
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