题目内容

13.如图所示,滑槽上有半径为R的半圆轨道,半圆左、右两侧的最高点分别为P、Q,半圆的最低点为S,开始滑槽静止于水平面上.一个小球从左侧最高点P从静止释放,通过S后,冲上圆弧右侧,并上升到某一最大高度h.不计一切摩擦.在上述过程中,下列判断正确的是(  )
A.小球到达S点时的动能是mgR
B.小球沿圆弧左侧轨道向下滑动过程,滑槽相对地面向右运动
C.小球通过S点沿圆弧右侧轨道向上滑动过程,滑槽相对地面向左运动
D.小球在圆弧右侧上升的最大高度h小于R

分析 小球与滑槽组成的系统在水平方向动量守恒,由于不受摩擦力,系统机械能也守恒,应用动量守恒定律及机械能守恒定律分析即可.

解答 解:A、小球和滑槽组成的系统在水平方向上动量守恒,规定向右为正方向,系统初动量为零,小球到达S点时有水平向右的速度,则滑槽有向左的速度,而系统总机械能守恒,所以滑槽和小球的动能之和为mgR,故AB错误;
C、小球和滑槽组成的系统在水平方向上动量守恒,小球通过S点沿圆弧右侧轨道向上滑动过程,有水平向右的动量,所以滑槽有水平向左的动量,即滑槽相对地面向左运动,故C正确;
D、小球上升到最大高度时,竖直方向速度为零,根据系统动量和机械能守恒可知,水平方向小球和滑槽的速度都为零,小球在圆弧右侧上升的最大高度h等于R,故D错误.
故选:C

点评 本题注意考查了动量守恒定律及机械能守恒定律,系统在水平方向所受合外力为零,系统在水平方向动量守恒,应用动量守恒定律及机械能守恒定律即可正确解题.

练习册系列答案
相关题目
1.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图1所示.

(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法.
将小球放在斜槽末端,看小球是否滚动.
(2)关于这个实验,
①除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是BE.
A.秒表     B.坐标纸      C.天平     D.弹簧秤    E.重垂纸
②引起实验误差的原因是ABD
A.安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平     
B.确定Oy轴时,没有用重垂线
C.斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦         
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O较近
③某同学用如图2所示的装置,进行了“探究平抛运动规律”的实验:
两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出.仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动在水平方向上做匀速直线运动.
(3)某同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图3所示的“小球做平抛运动”的闪光照片的一部分,图中每个背景方格的边长均为4.90cm.那么拍摄照片时所用闪光频率是10Hz,小球平抛的初速度为0.98m/s,小球运动到b点的速度为1.4m/s(g=9.8m/s2)(保留两位小数)

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