分析 (1)從A到B,運(yùn)用動(dòng)能定理求出物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度,在B點(diǎn),運(yùn)用牛頓第二定律和向心力公式求出軌道對(duì)小物塊的作用力大。
(2)假設(shè)物塊能運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn),對(duì)B到D的過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理求出物塊到達(dá)D點(diǎn)的速度,與臨界速度比較,分析假設(shè)是否正確,從而作出判斷.
(3)若小物塊能進(jìn)入EF軌道,且不越過(guò)F 點(diǎn),運(yùn)動(dòng)到F點(diǎn)時(shí),在D點(diǎn)的速度最大,由動(dòng)能定理求解.
解答 解:(1)從A到B,由動(dòng)能定理得:
mgh-Fh=$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{0}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:vB=2m/s
在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:
F+N-mg=m$\frac{{v}_{B}^{2}}{{r}_{1}}$
代入數(shù)據(jù)解得:N=5$\sqrt{2}$N
(2)假設(shè)小物塊能從B到D,由動(dòng)能定理得:
-2mgr2-μmgL=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{B}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:vD=$\sqrt{5}$m/s
若小物塊恰好過(guò)D點(diǎn),有:mg=m$\frac{v{′}_{D}^{2}}{{r}_{2}}$
解得:v′D=$\sqrt{g{r}_{2}}$=2m/s
因?yàn)関D>v′D,所以小物塊能通過(guò)D點(diǎn).
(3)小物塊恰好到F點(diǎn),從E到F,由動(dòng)能定理得:
-mgR(1-cosθ)=0-$\frac{1}{2}m{v}_{E}^{2}$
代入數(shù)據(jù)解得:vE=$\sqrt{10}$m/s
所以小物塊在D點(diǎn)的速度范圍是:2m/s≤vD≤$\sqrt{10}$m/s
答:(1)當(dāng)小物塊在圓弧軌道AB運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小物塊的作用力大小是5$\sqrt{2}$N;
(2)小物塊能通過(guò)D 點(diǎn);
(3)若小物塊能進(jìn)入EF軌道,且不越過(guò)F 點(diǎn),小物塊在D點(diǎn)的速度范圍是2m/s≤vD≤$\sqrt{10}$m/s.
點(diǎn)評(píng) 理清物塊的運(yùn)動(dòng)情況,抓住每個(gè)過(guò)程和狀態(tài)的物理規(guī)律是關(guān)鍵.第1問(wèn),也可以根據(jù)F=mg,判斷出物塊在AB段做勻速圓周運(yùn)動(dòng),確定出物塊通過(guò)B點(diǎn)的速度.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先放開(kāi)紙帶再接通電源 | |
B. | 從紙帶上可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)F對(duì)應(yīng)的速率 | |
C. | 從紙帶上可求出計(jì)數(shù)點(diǎn)B對(duì)應(yīng)的速率 | |
D. | 相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.02s |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 車(chē)對(duì)橋的壓力等于汽車(chē)的重力 | |
B. | 車(chē)對(duì)橋的壓力大于汽車(chē)的重力 | |
C. | 車(chē)的速度越大,車(chē)對(duì)橋面的壓力越小 | |
D. | 車(chē)的速度越大,車(chē)對(duì)橋面的壓力越大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 平拋運(yùn)動(dòng)是勻變速運(yùn)動(dòng) | B. | 加速度方向總是豎直向下 | ||
C. | 越往下運(yùn)動(dòng)加速度越大 | D. | 平拋運(yùn)動(dòng)是變加速運(yùn)動(dòng) |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 在0~1s 內(nèi),物體做加速運(yùn)動(dòng),合外力做負(fù)功 | |
B. | 在1~3s 內(nèi),物體做勻速運(yùn)動(dòng),合外力做正功 | |
C. | 在3~7s 內(nèi),合外力做功為零 | |
D. | 在0~5s 內(nèi),速度變化量為零,合力的平均功率為零 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 自由落體運(yùn)動(dòng)是一種勻變速直線運(yùn)動(dòng) | |
B. | 重的物體與輕的物體下落一樣快 | |
C. | 物體都具有保持原來(lái)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的屬性,即慣性 | |
D. | 力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 提升過(guò)程中手對(duì)物體做功m(a+g)h | |
B. | 提升過(guò)程中合外力對(duì)物體做功m(a+g)h | |
C. | 提升過(guò)程中物體的動(dòng)能增加m(a+g)h | |
D. | 提升過(guò)程中物體物體機(jī)械能增加m(a+g)h |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 指1mL的油酸溶液的體積 | |
B. | 指一滴油酸溶液的體積 | |
C. | 指一滴油酸溶液中所含純油酸的體積 | |
D. | 指一滴油酸溶液中酒精的體積 |
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