题目内容

【题目】如图所示,可视为质点的、质量为m的小球,在半径为R的竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列有关说法中正确的是(  )

A.小球能够到达最高点时的最小速度为0

B.小球能够通过最高点时的最小速度为

C.如果小球在最低点时的速度大小为,则小球通过最低点时对管道的外壁的作用力为6mg

D.如果小球在最高点时的速度大小为2,则此时小球对管道的外壁的作用力为3mg

【答案】ACD

【解析】

A.圆形管道内壁能支撑小球,小球能够通过最高点时的最小速度为0,选项A正确,B错误;

C.设最低点时管道对小球的弹力大小为F,方向竖直向上。由牛顿第二定律得

代入解得

,方向竖直向上

根据牛顿第三定律得知小球对管道的弹力方向竖直向下,即小球对管道的外壁有作用力为6mg,选项C正确;

D.小球在最高点时,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律有

代入解得

,方向竖直向下

根据牛顿第三定律知球对管道的外壁的作用力为3mg,选项D正确。

故选ACD

练习册系列答案
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【题目】用如图甲所示的装置来验证动量守恒定律,即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系

(1)实验中,直接测定小球碰撞前后的速度是不容易的,但是,可以通过仅测量______填选项前的序号),间接地解决这个问题

A.小球开始释放高度h B.小球抛出点距地面的高度H C.小球做平抛运动的射程

(2)图甲中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影,实验时,先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放找到其平均落地点的位置P.测量平抛射程,把被碰小球m2静止于轨道的水平部分,再将入射小球m1从斜轨上S位置静释放,与小球m2相撞,并多次重复

接下来要完成的必要步骤是_____________(填选项的符号)

A用天平测量两个小球的质量m1、m2

B.测量小球m1开始释放高度h;

C.测量抛出点距地面的高度H

D.分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N;

E.测量平抛射程OM、ON.

(3)若两球相碰前后的动量守恒,其表达式可表示为_____________(中测量的量表示);若碰撞是弹性碰撞,那么还应满足的表达式为_______________(中测量的量表示).

(4)经测定, m1=45.0g,m2=75.0g,小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示碰撞前m1的动量分别为P1P1',P1:P1=______________若碰撞结束时m2的动量为P2',P1':P2'=11:_______实验结果说明,碰撞前、后总动量的比值___________.

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