题目内容

(2010?西城区一模)如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F (△F>0 ).不计空气阻力.则(  )
分析:①利用动能定理或者是机械能守恒可以求出小球经过A点时的速度;
②分别分析在A、B时的受力,利用向心力公式可以分别求出在A、B时受的支持力大小;
③知道了分别在A、B时受的支持力大小,进而可以求他们的差值.
解答:解:设m在A点时的速度为VA,在B点时速度为VB;
对m从A到B点时,根据动能定理有:
mg(2R+X)=
1
2
mVB2-
1
2
mVA2
对m在B点时,受重力和支持力NB的作用,根据牛顿第二定律:
NB-mg=m
v
2
B
R

所以NB=mg+m
v
2
B
R
;
对m在A点,受重力和支持力NA,根据牛顿第二定律:
NA+mg=m
V
2
A
R

所以NA=m
V
2
A
R
-mg;
小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差△F=NB-NA=6mg+2mg
X
R

所以,从推导的关系式可知,A选项中R越大,△F应该是越小,所以A错误,
△F与速度V没关系,所以选项BD都错误,
m、R一定时,当x变大时,从关系式中不难发现△F一定越大,所以C选项正确.
故选:C.
点评:把动能定理和圆周运动的知识结合在一起,这也是学习过程中常见的题目类型,只要掌握住分析问题的方法,这一类的题目基本上就可以解决了.
练习册系列答案
相关题目
(2010?西城区一模)(1)某班同学在做“练习使用多用电表”的实验.

①某同学用多用电表的欧姆挡测量电阻Rx的阻值,当选择开关置于欧姆挡“×100”的位置
时,多用电表指针示数如图1所示,此被测电阻的阻值约为
2.6k
2.6k
Ω.
②某同学按如图2所示的电路图连接元件后,闭合开关S,发现A、B灯都不亮.该同学用多用电表的欧姆挡检查电路的故障.检查前,应将开关S
断开
断开
.(选填“闭合”或“断开”)
③若 ②中同学检查结果如表所示,由此可以确定
D
D

测试点 b.f b.e b,d d,e
多用表盘指示
A.灯A断路
B.灯B断路
C.灯A、B都断路
D.d、e间导线断路
(2)某同学采用如图3所示的装置验证规律:“物体质量一定,其加速度与所受合力成正比”.
a.按图3把实验器材安装好,不挂配重,反复移动垫木直到小车做匀速直线运动;
b.把细线系在小车上并绕过定滑轮悬挂配重,接通电源,放开小车,打点计时器在被小车带动的纸带上打下一系列点,取下纸带,在纸带上写上编号;
c.保持小车的质量M不变,多次改变配重的质量m,再重复步骤b;
d.算出每条纸带对应的加速度的值;
e.用纵坐标表示加速度a,横坐标表示配重受的重力mg(作为小车受到的合力F),作出a-F图象.
①在步骤d中,该同学是采用v-t图象来求加速度的.图4为实验中打出的一条纸带的一部分,纸带上标出了连续的3个计数点,依次为B、C、D,相邻计数点之间还有4个计时点没有标出.打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上.打点计时器打C点时,小车的速度为
0.44
0.44
m/s;

②其余各点的速度都标在了v-t坐标系中,如图5所示.t=0.10s时,打点计时器恰好打B点.请你将①中所得结果标在图5所示的坐标系中,并作出小车运动的v-t图线;利用图线求出小车此次运动的加速度a=
1
1
m/s2;
③最终该同学所得小车运动的a-F图线如图6所示,从图中我们看出图线是一条经过原点的直线.根据图线可以确定下列说法中不正确的是
B
B

A.本实验中小车质量一定时,其加速度与所受合力成正比
B.小车的加速度可能大于重力加速度g
C.可以确定小车的质量约为0.50kg
D.实验中配重的质量m远小于小车的质量 M

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