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如圖所示,一個圓弧形光滑細圓管軌道ABC,放置在豎直平面內,軌道半徑為R,在A 點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子,左端M正好位于A點.將一個質量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力.

(1)若小球從C點射出后恰好能打到墊子的M端,則小球經過C點時對管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通過C點落到墊子上,小球離A點的最大高度是多少?

(1)小球離開C點做平拋運動,落到M點時水平位移為R,豎直下落高度為R,根據運動學公式可得:

      運動時間                          (1分)

C點射出的速度為

                                            (1分)                                      

設小球以v1經過C點受到管子對它的作用力為N,由向心力公式可得

                                           (2分)              

,                        

由牛頓第三定律知,小球對管子作用力大小為,方向豎直向下.  (1分)

(2)小球下降的高度最高時,小球運動的水平位移為4R,打到N點.

設能夠落到N點的水平速度為v2,根據平拋運動求得:

                                (2分)

設小球下降的最大高度為H,根據機械能守恒定律可知,

                              (2分)

                               (1分)


解析:

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個圓弧形光滑細圓管軌道ABC,放置在豎直平面內,軌道半徑為R,在A 點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子,左端M正好位于A點.將一個質量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力.

(1)若小球從C點射出后恰好能打到墊子的M端,則小球經過C點時對管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通過C點落到墊子上,小球離A點的最大高度是多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個圓弧形光滑細圓管軌道ABC,放置在豎直平面內,軌道半徑為R,在A 點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子,左端M正好位于A點.將一個質量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力.

(1)若小球從C點射出后恰好能打到墊子的M端,則小球經過C點時對管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通過C點落到墊子上,小球離A點的最大高度是多少?

 

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科目:高中物理 來源:2014屆廣東省惠州市高三上學期第二次調研物理試卷(解析版) 題型:計算題

 (18分)如圖所示,一個圓弧形光滑細圓管軌道ABC,放置在豎直平面內.軌道半徑為R,在A點與水半地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R,厚度不計的墊子,左端M正好位于A點將一個質量為m、直徑略小于圓管直徑的小球從A處管口正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力。

(1)若小球從C點射出后恰好能打到墊子的M端,則小球經過C點時對管的作用力大小和方向如何?

(2)欲使小球能通過C點落到墊子上,小球離A點的高度H應是多少?

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學年云南省高三上學期第二次月考(理綜)物理部分 題型:計算題

如圖所示,一個圓弧形光滑軌道ABC,放置在豎直平面內,軌道半徑為R,在A 點與水平地面AD相接,地面與圓心O等高,MN是放在水平地面上長為3R、厚度不計的墊子,左端M正好位于A點。一個質量為m的小球從A處正上方某處由靜止釋放,不考慮空氣阻力,若小球能從C點射出并打到墊子上,小球距離A點的高度在什么范圍。

 

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