题目内容
18.(1)小滑车从A滑到B所经历的时间;
(2)在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小;
(3)要使小滑车既能安全通过圆形轨道又不掉进壕沟,则小滑车至少应从离水平轨道多高的地方由静止滑下.
分析 (1)滑块在由牛顿第二定律和位移公式联立求解时间;
(2)由动能定理求D点速度,根据牛顿第二定律求D点支持力,再用牛顿第三定律说明;
(3)根据动能定理和牛顿第二定律结合平抛运动规律求解小滑车至少应从离水平轨道多高的地方由静止滑下.
解答 解:(1)滑块在斜面的加速度由牛顿第二定律可得:a=gsinθ
AB之间的距离为:$x=\frac{H}{sinθ}$
由位移公式得:$x=\frac{1}{2}a{t^2}$
代入数据解得:t=1s
(2)小滑车由A到D过程由动能定理得:$mg(H-2R)=\frac{1}{2}mv_D^2$
在D点由牛顿第二定律有:$mg+{F_N}=m\frac{v_D^2}{R}$
代入数据解得FN=22N
由牛顿第三定律知小滑车对轨道的压力为22N
(3)小滑车要能安全通过圆形轨道,在平台上速度至少为v1,
则由动能定理得:$\frac{1}{2}mv_D^2+mg(2R)=\frac{1}{2}mv_1^2$
由重力提供向心力有:$mg=m\frac{v_D^2}{R}$
小滑车要能越过壕沟,小滑车做平抛,在平台上速度至少为v2,则
竖直方向上:$h=\frac{1}{2}g{t^2}$
水平方向上:s=v2t
因为v2>v1,所以只要$mgH=\frac{1}{2}mv_2^2$
代入数据联立解得:H=1.35m
答:(1)小滑车从A滑到B所经历的时间为1s;
(2)在圆形轨道最高点D处小滑车对轨道的压力大小为22N;
(3)小滑车至少应从离水平轨道1.35m 的地方由静止滑下.
点评 选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.知道小球恰能通过圆形轨道的含义以及要使小球不能脱离轨道的含义.
解第(2)时解出来的是轨道对小滑车的弹力,需要用牛顿第三定律说明,这是容易忽略的地方.
| A. | 人只受到重力和踏板的支持力作用 | |
| B. | 人受到的重力和踏板的支持力大小相等、方向相反 | |
| C. | 支持力对人做正功 | |
| D. | 重力对人做负功 |
| A. | 当闭合开关S时A1先亮 | B. | 当闭合开关S时A2先亮 | ||
| C. | 当断开开关S时A1先熄灭 | D. | 当断开开关S时A2先熄灭 |
| A. | 若接a,利用该图象可得到电阻R的阻值 | |
| B. | 若接b,利用该图象可得到电阻R的阻值 | |
| C. | 若接a,利用该图象可得到电源的电动势和内阻 | |
| D. | 若接b,利用该图象可得到电源的电动势和内阻 |
| A. | B. | C. | D. |
| A. | 伽利略 | B. | 哥白尼 | C. | 开普勒 | D. | 卡文迪许 |
| A. | 如果μ≠0且A、B相对地面静止,则μ可能小于tanθ | |
| B. | 如果μ≠0且A、B相对地面静止,则μ一定等于tanθ | |
| C. | 如果μ=0且用力推A使A、B共同向右加速,则加速度a一定大于gtanθ | |
| D. | 如果μ=0且用力推A使A、B共同向右加速,则加速度a=gtanθ |