题目内容

【题目】如图所示,竖直面内光滑的3/4圆形导轨固定在一水平地面上,半径为R.一个质量为m的小球从距水平地面正上方h高处的P点由静止开始自由下落,恰好从N点沿切线方向进入圆轨道.不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(  )

A. 适当调整高度h,可使小球从轨道最高点M飞出后,恰好落在轨道右端口N

B. h=2R,则小球在轨道最低点对轨道的压力为4mg

C. 只有h≥2.5R时,小球才能到达圆轨道的最高点M

D. h=R,则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R的位置,该过程重力做功为mgR

【答案】C

【解析】若小球从MN做平抛运动,故有:R=vMt ,所以,

若小球能到达M点,对小球在M点应用牛顿第二定律可得: ,所以,故小球不可能从轨道最高点M飞出后,恰好落在轨道右端口N处,故A错误;设小球在最低点速度为v,对小球从静止到轨道最低点应用动能定理可得:mgh=mv2;再由牛顿第三定律,对小球在最低点应用牛顿第二定律可得:小球在轨道最低点对轨道的压力 ;故B错误;对小球从静止到M点应用动能定理可得: ,所以,h≥2.5R,故C正确;若h=R,由动能定理可得:小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R的位置,该过程始末位置高度差为零,故重力做功为零,故D错误;故选C

练习册系列答案
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【题目】实验小组的同学做验证机械能守恒定律的实验。量角器中心O点和细线的一个端点重合,并且固定好;细线另一端系一个小球,当小球静止不动时,量角器的零刻度线与细线重合,在小球所在位置安装一个光电门。实验装置如图所示。本实验需要测的物理量有:小球的直径d,细线长度L,小球通过光电门的时间t,小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角为θ

1)除了光电门、量角器、细线外,还有如下器材可供选用:

A.直径约2 cm的均匀铁球

B.直径约5 cm的均匀木球

C.天平

D.时钟

E.最小刻度为毫米的米尺

F.游标卡尺

实验小组的同学选用了最小刻度为毫米的米尺,他们还需要从上述器材中选择________(填写器材前的字母标号)。

2测出小球的直径为d,小球通过光电门的时间为t,可得小球经过最低点的瞬时速度v=_______。测小球直径时游标尺位置如下图所示,用精确度为0.1mm的游标卡尺测得一物体的长度为1.34cm,这时候游标尺上的第________条刻度线与主尺上的_________mm刻度线对齐.

3)若在实验误差允许的范围内,满足_____________________,即可验证机械能守恒定律(用题给字母表示,当地重力加速度为g)。

4)通过改变小球由静止释放时细线与竖直方向的夹角θ,测出对应情况下,小球通过光电门的速度v,为了直观地判断机械能是否守恒,应作_______________图象。

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