题目内容
12.| A. | 小球能到达最高点B的条件是v0≥4$\sqrt{5}$m/s | |
| B. | 若初速度v0=5m/s,则运动过程中,小球一定不会脱离圆轨道 | |
| C. | 若初速度v0=8m/s,则小球将在离A点3.2m高的位置离开圆轨道 | |
| D. | 若初速度v0=8m/s,则小球离开圆轨道时的速度大小为2$\sqrt{2}$m/s |
分析 当小球能到达最高点时,由重力提供向心力,此时速度最小,求出最小速度,再根据动能定理求出v0的最小值,刚好脱离轨道时,轨道对小球的弹力为零,重力沿半径方向的分量提供向心力,根据向心力公式结合动能定理以及几何关系即可求解.
解答 解:A、当小球能到达最高点时,由重力提供向心力,此时速度最小,则
mg=$m\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:v=$\sqrt{gR}=\sqrt{20}m/s$
从A到B的过程中,根据动能定理得:
$\frac{1}{2}m{v}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=-mg•2R$
解得:v0=10m/s
所以小球能到达最高点B的条件是v0≥10m/s,故A错误;
B、当小球恰好运动到AB中点时,有 mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$,v0=$\sqrt{2gR}$=$\sqrt{2×10×2}$=2$\sqrt{10}$m/s>5m/s.则小球在轨道下部分来回运动,一定不会离开轨道,故B正确;
C、刚好脱离轨道时,轨道对小球的弹力为零,重力沿半径方向的分量提供向心力,设此时重力方向与半径方向的夹角为θ,则
mgcos$θ=m\frac{{v′}^{2}}{R}$
根据几何关系得:cos$θ=\frac{h}{R}$
根据动能定理得:$\frac{1}{2}m{v′}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{0}}^{2}=-mg•(R+h)$
解得:$v′=2\sqrt{2}m/s$,h=0.8m
所以离开圆轨道得位置离A点的距离为H=0.8+2=2.8m,故C错误,D正确.
故选:BD
点评 本题主要考查了向心力公式、动能定理的直接应用,知道小球到达最高点的条件,特别注意刚好脱离轨道时,轨道对小球的弹力为零,难度较大.
| A. | 50J | B. | 5000J | C. | 5500J | D. | 无法确定 |
| A. | 减小a角,减小船速v | B. | 减小a角,增大船速v | ||
| C. | 增大a角,增大船速v | D. | 增大a角,减小船速v |
| A. | α粒子散射实验表明原子具有核式结构 | |
| B. | 天然放射现象的发现证实了玻尔原子理论 | |
| C. | 电子的发现表明原子不是构成物质的最小微粒 | |
| D. | 光电效应实验证实了光具有粒子性 |