(12分)如圖,一個(gè)質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))以某一初速度從A點(diǎn)水平拋出,恰好從圓管BCD的B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧,經(jīng)BCD從圓管的最高點(diǎn)D射出,恰好又落到B點(diǎn).已知圓弧的半徑為R且A與D在同一水平線上,BC弧對(duì)應(yīng)的圓心角θ=60°,不計(jì)空氣阻力.求:

(1)小球從A點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大。

(2)在D點(diǎn)處管壁對(duì)小球的作用力N;

(3)小球在圓管中運(yùn)動(dòng)時(shí)克服阻力做的功Wf

 

【答案】

(1)(2)方向豎直向上 (3)

【解析】

試題分析:(1)小球從A到B為平拋運(yùn)動(dòng)

豎直方向自由落體即勻變速直線運(yùn)動(dòng)

在B點(diǎn),合速度沿切線方向,速度合成如下圖

由速度的幾何關(guān)系可得        (3分)

(2)小球從D點(diǎn)離開軌道又落回到B此運(yùn)動(dòng)仍然是平拋運(yùn)動(dòng):

豎直方向       解得: 

水平方向

則小球從D點(diǎn)拋出的速度

在D點(diǎn),重力和彈力的合力提供向心力公式即:

解得: 方向豎直向上         (6分)

(3)從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程,只有阻力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有

解得

考點(diǎn):平拋運(yùn)動(dòng) 圓周運(yùn)動(dòng) 動(dòng)能定理

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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