题目内容
如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离的图像如图,g取10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿轨道运动,的最大值为多少?
(1)设轨道半径为R,出机械能守恒定律:
(1)
对B点:(2)
对A点:(3)
由(1)、(2)、(3)式得:两点的压力差:△
由图象得:截距 6mg=6,得m=0.1kg (5)
(2)因为图线的斜率 所以R=2m (6)
在A点不脱离的条件为: (7)
由(1)、(6)、(7)式得:=15m
练习册系列答案
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如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F(△F>0),不计空气阻力.则( )
A、m、x一定时,R越大,△F一定越大 | B、m、R一定时,x越大,△F一定越大 | C、m、x一定时,v越大,△F一定越大 | D、m、R一定时,v越大,△F一定越大 |