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如图所示,竖直平面内光滑圆轨道半径R=2m,从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动,初速度v0方向水平向右,重力加速度g取10m/s2,下列说法不正确的是()A.小球能到达最高点B的条

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如图所示,竖直平面内光滑圆轨道半径R=2m,从最低点A有一质量为m=1kg的小球开始运动,初速度v0方向水平向右,重力加速度g取10m/s2,下列说法不正确的是(  )
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A. 小球能到达最高点B的条件是v0≥4

5
m/s

B. 若初速度v0=5m/s,则运动过程中,小球一定不会脱离圆轨道

C. 若初速度v0=8m/s,则小球将在离A点2.8m高的位置离开圆轨道

D. 若初速度v0=8m/s,则小球离开圆轨道时的速度大小为2

2
m/s

▼优质解答
答案和解析
A、当小球恰好到达最高点时,有mg=m
v
2
B
R
,得小球能到达最高点B临界速度是 vB=
gR
=2
5
m/s
根据机械能守恒定律知,2mgR+
1
2
m
v
2
B
=
1
2
m
v
2
0
,解得v0≥10m/s,故A错误;
B、若初速度v0=5m/s,设小球上升高度为H,由机械能守恒得:mgH=
1
2
m
v
2
0
,H=1.25m>R=2m,故小球将会左右摆动,一定不会离开轨道,故B正确;
CD、小球刚好脱离轨道时,对轨道的压力为0,重力沿半径方向的分力提供向心力,设重力与半径方向的夹角为θ,mgcosθ=m
v2
R

根据几何关系,cosθ=
h
R
,根据动能定理得,
1
2
mv2-
1
2
m
v
2
0
=-mg(R+h),解得v=2
2
m/s,h=0.8m,故离开圆轨道的位置离A点的距离为H=h+R=2.8m,故C、D正确.
本题选错误的,故选:A
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