题目内容

【题目】如图所示,质量为M、半径R的ABC凹槽(为光滑圆槽的一部分)静止在光滑水平面上,B为最低点,BC为圆弧,OA与竖直方向夹角,其右侧紧贴竖直墙壁PQ。一质量为m的小物块(可视为质点)从D处水平抛出,同时将ABC凹槽锁定在地面上,小物块恰好从A点无碰撞的射入凹槽 ,当其到达B点时解除锁定,小物块刚好能达到C点。不计空气阻力,重力加速度为g。则下列说法正确的是

A. 从D点抛出的初速度为;D点距A点高度差

B. 小球第一次过B点时对槽底的压力大小为2mg

C. 小球从C点到B点过程中,竖直墙壁对槽的冲量为,方向水平向左

D. 小球从C 到B向A运动的过程中,以小球、槽ABC作为一个系统,机械能守恒、动量守恒。

【答案】AC

【解析】A项:小物块恰好从A点无碰撞的射入凹槽 ,即小球进入凹槽时的速度方向与凹槽相切,将速度分解为水平方向和竖直方向可知, ,从A到C应用能量守恒可知, ,解得,从D到A应用动能定理可得: ,解得: ,故A正确;

B项:从A到B应用动能定理, ,在B点由重力与支持力的合力提供向心力可得, ,由以上两式解得,故B错误;

C项:小球到B时的速度为,根据动量定理可得: ,故C正确;

D项:小球从C 到B向A运动的过程中,以小球、槽ABC作为一个系统,由于没有摩擦,所以机械能守恒,但在小球从C到B过程中,墙壁对槽有水平方向的作用力,所以系统外力之和不为零 ,故动量不守恒,故D错误。

练习册系列答案
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【题目】如图所示,在竖直平面内存在直角坐标系xoy,第二象限内存在沿y轴正方向的匀强电场,电场强度为E1,在第一象限内存在水平向右的匀强电场,电场强度为E2=0.375N/C,在第一象限内,y=4m处有水平绝缘平台PA,右端与半径为R=0.4m的光滑绝缘竖直半圆弧轨道ACD平滑连接,相切于A点,D为其最高点。质量为m1=2g、带正电q =0.1C的可视为质点的小球从x轴上某点Q以与x轴负半轴成60、大小v0=10m/s的速度射入第二象限,恰好做匀速直线运动。现在第二象限内小球运动的某段路径上加上垂直于纸面向外的圆形边界的匀强磁场,磁感应强度B=0.2T,小球经过磁场区域后恰好水平向右运动,垂直于y轴从点P(0,4m)进入第一象限,恰好与静止放置在P点且可视为质点、质量m2=3g、不带电的绝缘小物块碰撞并粘合在一起沿PA方向运动,设碰撞过程中带电量不变,粘合体命名为小物块S。已知小物块S与平台的动摩擦因数μ=0.35,平台PA的长度L=1.0m,重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,不计空气阻力。求:(结果可用根号表示)

(1)电场强度E1的大小;

(2)小球在磁场中运动的半径r的大小和圆形磁场区域的最小面积;

(3)小物块S在圆弧轨道上的最大速度;小物块S能否达到D点,若不能,请说明理由,若能,请求出小物块S落到平台PA上的位置与A点的距离。

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