题目内容


由光滑细管组成的轨道如图所示,其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧,轨道固定在竖直平面内.一质量为m的小球,从距离水平地面高为H的管口D处静止释放,最后能够从A端水平抛出落到地面上,下列说法正确的是(     )

  A.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2

  B.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2

  C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H=2R

  D.小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R


考点:机械能守恒定律;平抛运动.

专题:机械能守恒定律应用专题.

分析:从D到A运动过程中只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律求出A点速度,从A点抛出后做平抛运动,根据平抛运动规律求出水平位移,细管可以提供支持力,所以到达A点的速度大于零即可.

解答:  解:A、从D到A运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律得:mvA2+mg2R=mgH

解得:vA=

从A点抛出后做平抛运动,则

t=

则x=vAt=2.故A错误,B正确;

C、细管可以提供支持力,所以到达A点抛出时的速度大于零即可,

即vA=>0

解得:H>2R,故CD错误.

故选:B

点评:本题涉及的知识点较多,有机械能守恒定律、平抛运动基本公式及圆周运动达到最高点的条件.小球到达A点的临界速度是零.


练习册系列答案
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图1为验证牛顿第二定律的实验装置示意图.图中打点计时器的电源为50Hz的交流电源,打点的时间间隔用△t表示.在小车质量未知的情况下,某同学设计了一种方法用来研究“在外力一定的条件下,物体的加速度与其质量间的关系”.

(1)完成下列实验步骤中的填空:

①平衡小车所受的阻力:小吊盘中不放物块,调整木板右端的高度,用手轻拨小车,直到打点计时器打出一系列    的点.

②按住小车,在小吊盘中放入适当质量的物块,在小车中放入砝码.

③打开打点计时器电源,释放小车,获得带有点迹的纸带,在纸带上标出小车中砝码的质量m.

④按住小车,改变小车中砝码的质量,重复步骤③.

⑤在每条纸带上清晰的部分,每5个间隔标注一个计数点.测量相邻计数点的间距s1,s2,….求出与不同m相对应的加速度a.

⑥以砝码的质量m为横坐标,为纵坐标,在坐标纸上做出﹣﹣m关系图线.若加速度与小车和砝码的总质量成反比,则与m处应成线性关系(填“线性”或“非线性”).

(2)完成下列填空:

(ⅰ)本实验中,为了保证在改变小车中砝码的质量时,小车所受的拉力近似不变,小吊盘和盘中物块的质量之和应满足的条件是     .

(ⅱ)设纸带上三个相邻计数点的间距为s1、s2、s3.a可用s1、s3和△t表示为a=.图2为用米尺测量某一纸带上的s1、s3的情况,由图可读出s1=   mm,s3=   mm.由此求得加速度的大小a=   m/s2.

(ⅲ)图3为所得实验图线的示意图.设图中直线的斜率为k,在纵轴上的截距为b,若牛顿定律成立,则小车受到的拉力为,小车的质量为.

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