题目内容

如图所示是固定在桌面上的L形木块,abcd为光滑圆轨道的一部分,a为轨道的最高点,de面水平.将质量为m的小球在d点正上方h高处释放,小球自由下落到d处切入轨道运动,则(  )
分析:小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,所以根据牛顿第二定律可解得.
要使小球能否到a点,根据动能定理可以求出h的最小值,与小球质量有关.
用平抛运动的规律:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动规律解决.
解答:解:A、小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,
根据牛顿第二定律:mg=
mv2
R

解得:v=
gR

要使小球能到a点,要使小球通过a点的条件是在a点速度大于等于
gR

根据动能定理可以求出h的最小值,与小球质量有关.故A错误,D错误.
B、小球恰好离开a点时做平抛运动,用平抛运动的规律,
水平方向的匀速直线运动:x=vt
竖直方向的自由落体运动:R=
1
2
gt2
解得:x=
2
R>R
所以小球在通过a点后不可能落回轨道之内,故B错误,C正确,
故选C.
点评:充分理解平抛运动的规律:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,它们的运动具有等时性.
能根据牛顿第二定律得出小球在a点的临界速度.
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