题目内容

14.图中圆弧轨道AB是在竖直平面内的$\frac{1}{4}$圆周,在B点,轨道的切线是水平的.一质点自A点从静止开始下滑,不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力,则在质点刚要到达B点时的加速度大小和刚滑过B点时的加速度大小分别为(  )
A.0,gB.g,gC.2g,gD.2g,2g

分析 先根据动能定理或机械能守恒求出小球刚到B点的速度.质点刚要到达B点时,受重力和支持力,这两个力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出加速度大小.滑过B点时所受的合力为重力,根据牛顿第二定律求出加速度的大小.

解答 解:质点从A运动到B点的过程,根据动能定理得:mgR=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
质点刚要到达B点时,根据牛顿第二定律得:a1=$\frac{{v}^{2}}{R}$.联立上两式,a1=2g,方向竖直向上.
滑过B点时所受的合力为重力,根据牛顿第二定律得:mg=ma2,a2=g,方向竖直向下.
故选:C.

点评 解决本题的关键知道质点刚要到达B点时,受重力和支持力,两个力的合力提供向心力.滑过B点时所受的合力为重力.

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