题目内容
如图所示,BC为半径等于
竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在圆管的末端C连接倾斜角为450、
的足够长粗糙斜面,一质量为m=0.5kg的小球从O点正上方某处A点以V0水平抛出,恰好能垂直OB从B点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,能平滑的冲上粗糙斜面。(g=10m/s2)
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求:
(1)小球从O点的正上方某处A点水平抛出的初速度v0为多少?
(2)小球在圆管中运动对圆管的压力是多少?
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少?
【答案】
(1)
(2)
(3)![]()
【解析】
试题分析:(1)小球从A运动到B为平抛运动,有:
在B点有
解以上两式得:![]()
(2)在B点据平抛运动的速度规律有:![]()
小球在管中的受力分析为三个力:得小球在管中以
做匀速圆周运动
据圆周运动的规律得细管对小球的作用力![]()
据牛顿第三定律得小球对细管的压力![]()
(3) 据牛顿第二定律得小球在斜面上滑的加速度为:
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据匀变速运动规律
得:
小球在CD斜面上运动的最大位移![]()
考点:圆周运动、牛顿第二定律、平抛运动
点评:本题主要考查了圆周运动向心力求解,平抛运动的综合运用,通过牛顿第二定律分析物体沿直线运动。
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