题目内容

5.如图,竖直平面内有一半径为1.6m、长为10cm的圆弧轨道,小球置于圆弧端点并从静止释放,取g=10m/s2,小球运动到最低点所需的最短时间为(  )
A.0.2πsB.0.4πsC.0.8πsD.πs

分析 由题,由于圆弧两端点距最低点高度差H远小于圆弧的半径,小球在圆弧上的运动等效成单摆运动,小环运动到最低点所需的最短时间为$\frac{1}{4}$周期.周期为T=2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$,R是圆弧的半径.

解答 解:将小球的运动等效成单摆运动,则小环运动到最低点所需的最短时间为$\frac{1}{4}$周期,即最低时间为:
t=$\frac{1}{4}$T=$\frac{1}{4}$×2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$=$\frac{1}{4}$×2π$\sqrt{\frac{1.6}{10}}$=0.2πs.
故A正确,
故选:A

点评 本题的解题关键是将小环的运动等效成单摆运动,即可根据单摆的周期公式和机械能守恒等知识求解.

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