9.如圖,將一質(zhì)量為m的物體從高h(yuǎn)=3R處由靜止釋放,沿光滑斜面進(jìn)入徑為R的光滑的圓軌道.則
(1)物體運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)的速度為多少?
(2)此時(shí)對(duì)圓軌道的壓力為多少?

分析 (1)物體下降的過(guò)程中,機(jī)械能守恒,根據(jù)動(dòng)能定理計(jì)算物體運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)的速度;
(2)根據(jù)向心力的公式計(jì)算物體對(duì)圓軌道的壓力;

解答 解:(1)從物體下降到運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)動(dòng)能定理可得,
mg(h-2R)=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$,
解得:v=$\sqrt{g(h-2R)}$,
(2)在最高點(diǎn)的時(shí)候,對(duì)物體受力分析可得:
F+mg=$m\frac{{v}^{2}}{R}$
解得:F=$m\frac{{v}^{2}}{R}$-mg
根據(jù)牛頓第三定律可得,物體對(duì)圓軌道的壓力為$m\frac{{v}^{2}}{R}$-mg.
答:(1)物體運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn)的速度為$\sqrt{g(h-2R)}$;
(2)此時(shí)對(duì)圓軌道的壓力為$m\frac{{v}^{2}}{R}$-mg.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了動(dòng)能定理,向心力以及牛頓第二定律的應(yīng)用,對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高,難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

19.某學(xué)生設(shè)計(jì)一試驗(yàn)來(lái)粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式F=m($\frac{2π}{T}$)2r,如圖所示,細(xì)線下面懸掛一個(gè)鋼球,細(xì)線上端固定在鐵架臺(tái)上.將畫(huà)著一個(gè)圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時(shí)正好位于圓心,如果小球的向心力F和合力F相等,則說(shuō)明向心力的表達(dá)式正確.
(1)用手帶動(dòng)鋼球,設(shè)法使它沿紙上的圓懸空做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用秒表記錄鋼球運(yùn)動(dòng)n圈所用時(shí)間t,用直尺測(cè)出紙上的圓的半徑為r,如果向心力的表達(dá)式正確,并假設(shè)鋼球質(zhì)量為m,則這個(gè)實(shí)驗(yàn)中由向心力表達(dá)式求出來(lái)的向心F=$\frac{4m{π}^{2}{n}^{2}r}{{t}^{2}}$;
(2)然后,測(cè)出線的長(zhǎng)度為L(zhǎng),假設(shè)鋼球可看做質(zhì)點(diǎn),我們?cè)購(gòu)牧Φ慕嵌扔?jì)算鋼球的合力F=$\frac{mgr}{\sqrt{{L}^{2}-{r}^{2}}}$;
(3)在本實(shí)驗(yàn)中小球的質(zhì)量不需要(“需要”或“不需要”)測(cè)出;
(4)由于小球半徑未考慮會(huì)導(dǎo)致從力的角度計(jì)算出的F偏大(選填“偏大”、“偏小”或“不變”)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

20.為了測(cè)量一節(jié)干電池的電動(dòng)勢(shì)和內(nèi)電阻,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材供選用:
A.待測(cè)干電池一節(jié)
B.直流電流表(量程0.6A檔內(nèi)阻約為0.1Ω,3A檔內(nèi)阻約為0.02Ω)
C.直流電壓表(量程3V內(nèi)阻約為5kΩ,15V檔內(nèi)阻約為25kΩ)
D.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~15Ω)
E.滑動(dòng)變阻器(阻值范圍為0~1000Ω)
F.開(kāi)關(guān),導(dǎo)線若干
(1)為了盡可能減少誤差,其中滑動(dòng)變阻器選D(填代號(hào)).
(2)試在圖2中畫(huà)出連線,將器件按原理圖連接成實(shí)驗(yàn)電路.

(3)一位同學(xué)記錄的6組數(shù)據(jù)見(jiàn)表.試根據(jù)這些數(shù)據(jù)在圖3中畫(huà)出U-I圖線.根據(jù)圖象讀出電池的電動(dòng)勢(shì)E=1.45V,根據(jù)圖象求出電池內(nèi)阻r=0.69Ω.
I(A)0.120.200.310.320.500.57
U(V)1.371.321.241.181.101.05

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.如圖所示,用細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),圓周半徑為R,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為零
B.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),繩子拉力可以為零
C.小球過(guò)最高點(diǎn)時(shí),繩子對(duì)小球的作用力可以與球所受的重力方向相反
D.小球剛好過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的速度是$\sqrt{gR}$

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.一物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律是x=3t+3t2m,y=4t2m,則下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.物體在x軸和y軸方向上都是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為5m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
C.物體的合運(yùn)動(dòng)是初速度為零、加速度為10m/s2的勻加速直線運(yùn)動(dòng)
D.物體的合運(yùn)動(dòng)是加速度為10m/s2的曲線運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

14.某處一質(zhì)量為m=2.0kg的小球以初速v0=8m/s豎直向上拋出,當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速度大小變?yōu)関=6m/s,一直小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受阻力大小恒定,g=10m/s,求:
(1)在小球上升與下落的整個(gè)過(guò)程中克服阻力所做的功
(2)小球上升的最大高度為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

1.某行星上一晝夜的時(shí)間為t=12h,在該行星赤道處用彈簧秤測(cè)得一物體的重力大小比在該行星兩極處小5%,則該行星的平均密度是多大?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.一個(gè)帶電粒子在電場(chǎng)中A點(diǎn)具有80eV的電勢(shì)能,當(dāng)它由A運(yùn)動(dòng)到B克服電場(chǎng)力做功30eV,則(  )
A.電子在B點(diǎn)的電勢(shì)能是50eVB.電子的電勢(shì)能增加30eV
C.B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)低50VD.B點(diǎn)的電勢(shì)比A點(diǎn)低30V

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.氫原子能級(jí)的示意圖如圖所示,大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光a,從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射出可見(jiàn)光b,則( 。
A.b光的光子能量大于a光的光子能量
B.氫原子從n=4的能級(jí)向n=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線
C.在真空中,a光較b光的速度小
D.b光頻率小于a光的頻率

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