如圖所示，豎直平面內(nèi)有一光滑圓弧軌道，其半徑為R，平臺(tái)與軌道的最高點(diǎn)等高，一小球從平臺(tái)邊緣的A處水平射出，恰能沿圓弧軌道上的P點(diǎn)的切線方向進(jìn)入軌道內(nèi)側(cè)，軌道半徑OP與豎直線的夾角為45°，重力加速度為g，試求：
（1）小球從平臺(tái)上的A點(diǎn)射出時(shí)的速度v0；
（2）小球從平臺(tái)上射出點(diǎn)A到圓軌道入射點(diǎn)P之間的距離l；
（3）小球能否沿軌道通過圓弧的最高點(diǎn)？請說明理由．
精英家教網(wǎng)
（1）小球從A到P的高度差h=R（1+cos45°）=（
2
2
+1）R
小球做平拋運(yùn)動(dòng)有     h=
1
2
gt2   
小球平拋時(shí)間     t=
2h
g
=
(2+
2
)R
g
  
則小球在P點(diǎn)的豎直分速度vy=gt=
(2+
2
)gR
    
把小球在P點(diǎn)的速度分解可得v0=vy    
所以小球平拋初速度v0=
(2+
2
)gR
    
（2）小球平拋下降高度 h=
1
2
vy?t   
水平射程    s=v0t=2h  
故A、P間的距離
l=
h2+s2
=
5
h   
由上式可解得 l=（
5
+
1
2
10
）R   
（3）能．小球從A到達(dá)Q時(shí)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得
vQ=v0=
(2+
2
)gR
＞
gR
，所以小球能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)．
答：（1）小球從平臺(tái)上的A點(diǎn)射出時(shí)的速度v0=
(2+
2
)gR
；
（2）小球從平臺(tái)上射出點(diǎn)A到圓軌道入射點(diǎn)P之間的距離為
5
h；
（3）小球能沿軌道通過圓弧的最高點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得：vQ=v0=
(2+
2
)gR
＞
gR
，所以小球能通過圓弧軌道的最高點(diǎn)．
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直平面內(nèi)有一段不光滑的斜直軌道與光滑的圓形軌道相切，切點(diǎn)P與圓心O的連線與豎直方向的夾角為θ=60°，圓形軌道的半徑為R，一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上A點(diǎn)由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，A點(diǎn)相對圓形軌道底部的高度h=7R，物塊通過圓形軌道最高點(diǎn)c時(shí)，與軌道間的壓力大小為3mg．求：
（1）物塊通過軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度大�。�
（2）物塊通過軌道最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力大��？
（3）物塊與斜直軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=？

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，豎直平面內(nèi)的3/4圓弧形光滑軌道ABC，其半徑為R，A端與圓心O等高，B為軌道最低點(diǎn)，C為軌道最高點(diǎn)．AE為水平面，一小球從A點(diǎn)正上方由靜止釋放，自由下落至A點(diǎn)進(jìn)入圓軌道并恰能到達(dá)C點(diǎn)．求：
（1）落點(diǎn)D與O點(diǎn)的水平距離S；
（2）釋放點(diǎn)距A點(diǎn)的豎直高度h；
（3）若小球釋放點(diǎn)距離A點(diǎn)的高度為H，假設(shè)軌道半徑R可以改變，當(dāng)R取多少時(shí)，落點(diǎn)D與圓心O之間的距離最大，并求出這個(gè)最大值．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示的豎直平面內(nèi)有范圍足夠大，水平向左的勻強(qiáng)電場，在虛線的左側(cè)有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一絕緣軌道由兩段直桿和一半徑為R的半圓環(huán)組成，固定在紙面所在的豎直平面內(nèi)，PQ、MN水平且足夠長，半圓環(huán)MAP的磁場邊界左側(cè)，P、M點(diǎn)在磁場邊界線上．現(xiàn)在有一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的中間開孔的小環(huán)穿在MN桿上，可沿軌道運(yùn)動(dòng)，它所受電場力為重力的
34
倍．不計(jì)一切摩擦．現(xiàn)將小球從M點(diǎn)右側(cè)的D點(diǎn)由靜止釋放，DM間距離x0=3R．
（1）求小球第一次通過與O等高的A點(diǎn)時(shí)的速度vA大小，及半圓環(huán)對小球作用力N的大小；
（2）小球的半圓環(huán)所能達(dá)到的最大動(dòng)能Ek．

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直平面內(nèi)有一固定的光滑橢圓大環(huán)，其長軸長BD=4L、短軸長AC=2L．勁度系數(shù)為k的輕彈簧上端固定在大環(huán)的中心O，下端連接一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q、可視為質(zhì)點(diǎn)的小環(huán)，小環(huán)剛好套在大環(huán)上且與大環(huán)及彈簧絕緣，整個(gè)裝置處在水平向右的勻強(qiáng)電場中．將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，小環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度恰好為0．已知小環(huán)在A、B兩點(diǎn)時(shí)彈簧的彈力大小相等，則（　�。�
A、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，彈簧的彈性勢能先減小后增大
B、小環(huán)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，小環(huán)的電勢能一直增大
C、電場強(qiáng)度的大小E=
mg
q
D、小環(huán)在A點(diǎn)時(shí)受到大環(huán)對它的彈力大小F=mg+
1
2
kL

查看答案和解析>>

科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，豎直平面內(nèi)的光滑絕緣軌道由斜面部分AB和圓弧部分BC平滑連接，且圓弧軌道半徑為R，整個(gè)軌道處于水平向右的勻強(qiáng)電場中．一個(gè)帶正電的小球（視為質(zhì)點(diǎn)）從斜軌道上某一高度處由靜止釋放，沿軌道滑下（小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)無動(dòng)能損失），已知小球的質(zhì)量為m，電量為q，電場強(qiáng)度E=
mgq
，求：
（1）小球到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)速度的最小值？
（2）小球到達(dá)圓軌道最高點(diǎn)C速度最小值時(shí)，在斜面上釋放小球的位置距離地面有多高？（結(jié)論可以用分?jǐn)?shù)表示）

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案