题目内容

17.如图所示,小物块位于固定在地面的半径为R的半球的顶端,若给小物块以水平的初速度v0时物块对半球刚好无压力,则下列说法正确的是(  )
A.小物块将沿着球面运动一段时间后落地
B.小物块立即离开球面做平抛运动
C.小物块落地时水平位移为$\sqrt{2}$R
D.物块落地时速度的方向与地面成45°角

分析 物块对球顶恰无压力,说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力,物体离开半球顶端后将做平抛运动,根据平抛运动的规律分析即可求得结果.

解答 解:A、物块对球顶恰无压力,说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力,物体离开半球顶端后将做平抛运动,所以A错误,B正确.
C、物体做平抛运动,由x=v0t,R=$\frac{1}{2}$gt2 以及mg=$\frac{{mv}_{0}^{2}}{R}$得:x=$\sqrt{2}$R,所以C正确.
D、物体做平抛运动,由R=$\frac{1}{2}$gt2,可得t=$\sqrt{\frac{2R}{g}}$,所以竖直方向上的速度 Vy=gt=$\sqrt{2Rg}$,夹角tanθ=$\frac{{v}_{y}}{{v}_{0}}$=$\sqrt{2}$,所以与地面的夹角不是45°,所以D错误.
故选:BC

点评 该题考查平抛运动,能正确分析在最高点时小球对半球无压力,即此时小球所受重力刚好提供小球做圆周运动的向心力是解答的关键.并由此展开讨论即可.

练习册系列答案
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7.某同学利用电火花打点计时器和气垫导轨做验证动量守恒定律的实验.气垫导轨装置如图 (a)所示,所用的气垫导轨装置由导轨、滑块、弹射架等组成.在空腔导轨的两个工作面上均匀分布着一定数量的小孔,向导轨空腔内不断通入压缩空气,空气会从小孔中喷出,使滑块稳定地漂浮在导轨上,这样就大大减小了因滑块和导轨之间的摩擦而引起的误差.

(1)下面是实验的主要步骤:
①安装好气垫导轨,调节气垫导轨的调节旋钮,使导轨水平;
②向气垫导轨通入压缩空气;
③把电火花打点计时器固定在紧靠气垫导轨左端弹射架的外侧,将纸带穿过打点计时器与弹射架并固定在滑块1的左端,调节打点计时器的高度,直至滑块拖着纸带移动时,纸带始终在水平方向;
④使滑块1挤压导轨左端弹射架上的橡皮绳;
⑤把滑块2放在气垫导轨的中间;
⑥先开电源,然后释放滑块,让滑块带动纸带一起运动;
⑦取下纸带,重复步骤④⑤⑥,选出理想的纸带如图 (b)所示;
⑧测得滑块1的质量310g,滑块2(包括橡皮泥)的质量为205g.
完善实验步骤⑥的内容.
(2)已知打点计时器每隔0.02 s打一个点,计算可知两滑块相互作用以前系统的总动量为0.620 kg•m/s;两滑块相互作用以后系统的总动量为0.618 kg•m/s(保留三位有效数字).
(3)试说明(2)中两结果不完全相等的主要原因是纸带与打点计时器限位孔有摩擦力的作用.

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