题目内容
如图所示,质量为M=2kg的薄壁细圆管竖直放置,圆管内部光滑,圆半径比细管的内径大得多。已知圆的半径R=0.4m,一质量m=0.5kg的小球,在管内最低点A的速度大小为
,g取10m/s2,则以下说法正确的是
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A 小球恰能做完整的圆周运动
B 小球沿圆轨道上升的最大高度为0.6m
C 圆管对地的最大压力为20N
D圆管对地的最大压力等于40N
【知识点】向心力.D4
【答案解析】BD 解析: A、小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:0-
mv2=-mgh解得:h=
=0.6m<0.8m,不能上升到最高点,故A错误,B正确;C、在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,根据向心力公式得:N-mg=m
解得:N=5+0.5×
=20N,根据牛顿第三定律得:球对圆管的压力为N′=N=20N则圆管对地的最大压力为:FN=N+Mg=20+20=40N,故C错误,D正确.故选:BD
【思路点拨】小球运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出小球沿圆轨道上升的最大高度,判断能不能上升到最高点,在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,根据向心力公式和平衡条件列式求解.本题主要考查了机械能守恒定律和向心力公式公式的直接应用,知道在最低点时,球对圆管的压力最大,此时圆管对地的压力最大,难度适中.
有一些问题你可能不会求解,但是你仍有可能对这些问题的解是否合理进行分析和判断.例如从解的物理量单位,解随某些已知量变化的趋势,解在一种特殊条件下的结果等方面进行分析,并与预期结果,实验结论等进行比较,从而判断解的合理性或正确性.
举例如下:如图所示.质量为M,倾角为θ的滑块A放于水平地面上,把质量为m的滑块B放在A的斜面上.忽略一切摩擦,有人求得B相对地面的加速度a=
,式中g为重力加速度.
对于上述解,某同学首先分析了等号右侧量的单位,没发现问题.他进一步利用特殊条件对该解做了如下四项分析和判断,所得结论都是“解可能是对的”.但是,其中有一项是错误的.请你指出该项.( )
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| A. | 当θ°=0时,该解给出a=0,这符合常识,说明该解可能是对的 |
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| B. | 当θ=90°时,该解给出a=g,这符合实验结论,说明该解可能是对的 |
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| C. | 当M>>m时,该解给出a=gsinθ,这符合预期的结果,说明该解可能是对的 |
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| D. | 当m>>M时,该解给出a= |