题目内容
【题目】如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3 s后又恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰。已知半圆形管道的半径R=1 m,小球可看做质点且其质量为m=1 kg,g取10 m/s2。则( )
A. 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 m
B. 小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 m
C. 小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是1 N
D. 小球经过管道的B点时,受到管道的作用力FNB的大小是2 N
【答案】AC
【解析】
小球恰好垂直与倾角为45°的斜面相碰到,说明小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等,代人公式即可;小球经过圆弧轨道的B点时做圆周运动,所受轨道作用力与重力一起提供向心力,根据牛顿第二定律列式可求得受管道的作用力.
根据平抛运动的规律和运动合成的可知,则小球在C点竖直方向的分速度和水平分速度相等,得,则B点与C点的水平距离为:,A正确B错误;B点的速度为3m/s,根据牛顿运动定律,在B点设轨道对球的作用力方向向下,,代入解得,负号表示轨道对球的作用力方向向上,C正确D错误.
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