题目内容
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(1)小球到达B点速度的大小为多少?
(2)小球到达B点时重力的瞬时功率大小?
(3)如果在BCD轨道上放置一个倾角θ=45°的斜面(如图中虚线所示),那么小球离开B点后能否落到斜面上?如果不能,请说明理由;如果能,请求出它第一次落在斜面上的位置.
分析:(1)小球达B受重力G和向上的弹力F作用,根据向心力公式和牛顿第二定律即可求得B点速度;
(2)小球达到B点时,速度沿水平方向,而重力在竖直方向,所以重力的瞬时功率为零;
(3)小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得水平距离,与斜面的长度相对比,可以知道,小球将落在斜面上,再根据平抛运动的规律可以求得落在斜面上的位置.
(2)小球达到B点时,速度沿水平方向,而重力在竖直方向,所以重力的瞬时功率为零;
(3)小球做平抛运动,根据平抛运动的规律可以求得水平距离,与斜面的长度相对比,可以知道,小球将落在斜面上,再根据平抛运动的规律可以求得落在斜面上的位置.
解答:解:(1)小球达B受重力G和向上的弹力F作用,根据向心力公式和牛顿第二定律得:
F向=F-G=m
解得:vB=
=
=2m/s
(2)小球达到B点时,速度沿水平方向,而重力在竖直方向,所以重力的瞬时功率为零;
(3)如图,斜面BEC的倾角θ=45°,CE长d=h=5m
因为d>s,所以小球离开B点后能落在斜面上,
假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2
Lcosθ=vBt2 ①
Lsinθ=
gt22②
联立①②两式得:t2=0.4s
L=
=
m=0.8
m≈1.13m;
答:(1)小球到达B点速度的大小为2m/s;
(2)小球到达B点时重力的瞬时功率大小为零;
(3)小球离开B点后能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点为1.13m.
F向=F-G=m
| vB2 |
| r |
解得:vB=
| 2gr |
| 2×10×0.2 |
(2)小球达到B点时,速度沿水平方向,而重力在竖直方向,所以重力的瞬时功率为零;
(3)如图,斜面BEC的倾角θ=45°,CE长d=h=5m
因为d>s,所以小球离开B点后能落在斜面上,
假设小球第一次落在斜面上F点,BF长为L,小球从B点到F点的时间为t2
Lcosθ=vBt2 ①
Lsinθ=
| 1 |
| 2 |
联立①②两式得:t2=0.4s
L=
| vB t2 |
| cosθ |
| 2×0.4 | ||||
|
| 2 |
答:(1)小球到达B点速度的大小为2m/s;
(2)小球到达B点时重力的瞬时功率大小为零;
(3)小球离开B点后能落到斜面上,第一次落在斜面上的位置距离B点为1.13m.
点评:本题考查了圆周运动和平抛运动的规律,平抛运动可以分解为在水平方向上的匀速直线运动,和竖直方向上的自由落体运动来求解.
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