昕鑫儿 幼苗
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(1)小球要在竖直圆轨道运动过程中不脱离轨道最高点D,速度至少为vD,
根据牛顿第二定律得:
mg=m
v2D
R
vD=
gR①
(2)要使小球从A点到F点的全过程不脱离轨道,只要在D点不脱离轨道即可.
由机械能守恒定律得mg(h−2R)=
1
2m
v2D②
解①②得A点距离最低点的竖直高度h至少为:
h=
v2D
2g+2R=
1
2R+2R=2.5×0.4m=1.0m
(3)从C到D由动能定理的:−mg•2R=
1
2m
v2D−
1
2m
v2C③
在C点对小球由牛顿第二定律得:FN−mg=m
v2C
R④
联解①③④得轨道对小球得支持力FN=6mg=6N
由牛顿第三定律得小球在C点时小球对轨道的压力大小为6N,方向竖直向上
答:(1)小球能通过D点的最小速度是
gR;
(2)要使小球在运动的全过程中不脱离轨道,A点距离最低点的竖直高度h至少1m.
(3)在C点时小球对轨道的压力大小为6N,方向竖直向上.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律.
考点点评: 本题主要是机械能守恒定律和向心力知识的综合应用.关键要分析临界状态,挖掘小球到达最高点时的临界条件.同时要注意圆轨道的模型与细绳拴球的模型相似,但杆子模型不同.
1年前
1年前1个回答
你能帮帮他们吗
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