题目内容
如图所示,质量m=0.5kg的小球从距地面高H=4m处自由下落,到达地面恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动,半圆槽半径R=1m.不计一切阻力(1)小球到达槽最低点时小球的速度是多少?
(2)小球到达槽最低点时小球的所受槽壁的支持力为多大?(g=10m/s2)
【答案】分析:(1)小球从最高点到最低点过程,只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律列式求解;
(2)在最低点,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解支持力.
解答:解:(1)小球从最高点到最低点过程,只有重力做功,机械能守恒,有
mg(H+R)=
解得

(2)在最低点,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
N-mg=m
解得
N=mg+m
=0.5×10+0.5×
=55N
答:(1)小球到达槽最低点时小球的速度是10m/s;
(2)小球到达槽最低点时小球的所受槽壁的支持力为55N.
点评:本题关键是明确机械能守恒的条件和最低点处向心力来源,然后根据机械能守恒定律和牛顿第二定律列式求解.
(2)在最低点,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解支持力.
解答:解:(1)小球从最高点到最低点过程,只有重力做功,机械能守恒,有
mg(H+R)=
解得
(2)在最低点,小球受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
N-mg=m
解得
N=mg+m
答:(1)小球到达槽最低点时小球的速度是10m/s;
(2)小球到达槽最低点时小球的所受槽壁的支持力为55N.
点评:本题关键是明确机械能守恒的条件和最低点处向心力来源,然后根据机械能守恒定律和牛顿第二定律列式求解.
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