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5.如图为两个半径不同而内壁光滑的固定半圆轨道,质量相等的两个小球分别从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由滑下,它们通过轨道最低点时,下列说法不正确的是( )A. | 向心加速度相同 | B. | 对轨道的压力相等 | ||
C. | 机械能相等 | D. | 速度相同 |
分析 小球从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由下滑过程中,受到重力和支持力作用,但只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律可求出小球到最低点的速度,然后由向心加速度公式求向心加速度,由牛顿第二定律求出支持力,进而来比较向心加速度大小和压力大小.
解答 解:A、小球的向心加速度an=$\frac{{v}^{2}}{2g}$,与上式联立可以解得:an=2g,与半径无关,因此此时小球的向心加速度相等,故A正确;
B、在最低点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,联立解得;FN=3mg,即压力为3mg,由于球的质量相等,所以对轨道的压力相同.故B正确;
C、A、B两点由静止开始自由下滑过程中,受到重力和支持力作用,但只有重力做功,机械能守恒,两球初位置的机械能相等,所以末位置的机械能也相等,故C正确.
D、设半圆轨道的半径为r,小球到最低点的速度为v,由机械能守恒定律得:mgr=$\frac{1}{2}$mv2,所以v=$\sqrt{2gr}$由于它们的半径不同,所以线速度不等,故D错误.
本题选择不正确的,故选:D.
点评 小球下滑,机械能守恒,由机械能守恒定律、牛顿第二定律、向心力公式分别求出小球的向心加速度,可以看出它们与圆轨道的半径无关.
练习册系列答案
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2.如图所示,一只小鸟沿着较粗均匀的树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中( )
A. | 树枝对小鸟的作用力先减小后增大 | B. | 树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大 | ||
C. | 树枝对小鸟的弹力先减小后增大 | D. | 树枝对小鸟的弹力保持不变 |
20.如图所示,有一个半径为R的均匀带正电Q的金属球体,在圆心O所在的水平直线上有两点a,b.其中Oa=$\frac{R}{2}$,Ob=2R,则两点a,b处的场强大小情况为( )
A. | Ea=0,Eb=k$\frac{Q}{4{R}^{2}}$ | B. | Ea=k$\frac{4Q}{{R}^{2}}$,Eb>k$\frac{Q}{4{R}^{2}}$ | ||
C. | Ea=0,Eb>k$\frac{Q}{4{R}^{2}}$ | D. | Ea=k$\frac{Q}{2{R}^{2}}$,Eb=k$\frac{Q}{4{R}^{2}}$ |
15.在光滑的水平面上A、B两个小球在同一直线上运动运动,已知A球的质量为1kg,两球发生相互作用前后的运动情况如图所示,则B球质量为( )
A. | 7kg | B. | 3kg | C. | $\frac{1}{3}$mv02 | D. | $\frac{1}{6}$mv02 |