店小二丙 花朵
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(1)设小车能在竖直圆形轨道BCD内做完整的圆周运动,小车通过圆轨道最高点时的最小速度为vC,
根据牛顿第二定律有 mg=m
v2C
R
解得vC=
gR=
10×0.4m/s=2.0m/s
(2)小车恰能在圆轨道内做完整的圆周运动,此情况下小车通过B点的速度为vB,轨道对小车的支持力为FN.
根据机械能守恒定律有 [1/2]mv
2B=[1/2]mvC2+2mgR
解得:vB=2
5m/s
根据牛顿第二定律有FN-mg=m
v2B
R
解得FN=150N
(3)设小车从E点水平飞出落到软垫上的时间为t,则h=[1/2]gt2,
解得t=0.50s
设小车以vE的速度从E点水平飞出落到软垫F点右侧,则vEt>s,解得vE>2.00m/s
要使小车完成题目中所述运动过程,应当满足两个条件:
①小车通过轨道B点的速度vB≥2
5m/s;
②小车通过E点的速度vE>2.00m/s
因为vB=vE
综合以上两点,小车通过B点的速度应不小于vB=2
5m/s,
设释放点到B点的竖直距离为H,根据机械能守恒定律有mgH=[1/2]mvB2,
解得H=1.0m
则释放点到B点的竖直距离H≥1.0m
答:(1)要使小车能在竖直圆形轨道BCD内做完整的圆周运动,则小车通过竖直圆轨道最高点时的速度至少为2m/s;
(2)若小车恰能在竖直圆形轨道BCD内做完整的圆周运动,则小车运动到B点时轨道对它的支持力多大为150N;
(3)通过计算说明要使小车完成上述运动,其在弧形轨道的释放点到B点的竖直距离应满足H≥1.0m.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;平抛运动.
考点点评: 本题主要考查了牛顿第二定律、平抛运动基本公式、机械能守恒定律的应用.对于圆周运动,涉及力的问题,往往根据向心力进行分析处理.难度适中.
1年前
如图所示,一个半径R=1m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内.
1年前1个回答
1年前4个回答
你能帮帮他们吗