精英家教網(wǎng)2009年是中華人民共和國成立60周年,某中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型.兩個“0”字型的半徑均為R.讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入,依次經(jīng)過圖中的B、C、D三點(diǎn),最后從E點(diǎn)飛出.已知BC是“0”字型的一條直徑,D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則小球在整個運(yùn)動過程中( 。
A、在B、C、D三點(diǎn)中,距A點(diǎn)位移最大的是B點(diǎn),路程最大的是D點(diǎn)B、小球從E點(diǎn)飛出后將做勻變速直線運(yùn)動C、在B、C、D三點(diǎn)中,瞬時(shí)速率最大的是D點(diǎn),最小的是C點(diǎn)D、若小球在C點(diǎn)對管壁的作用力恰好為零,則在B點(diǎn)小球?qū)鼙诘膲毫Υ笮?mg
分析:位移大小是初末位置的直線距離,路程是指運(yùn)動軌跡的長度.小球在管道內(nèi)做圓周運(yùn)動,分析小球的運(yùn)動情況、對小球進(jìn)行受力分析、應(yīng)用牛頓第二定律與機(jī)械能守恒定律或動能定理分析答題.
解答:解:小球光滑,在整個運(yùn)動過程中,只有重力做功,小球的機(jī)械能守恒.
A、在B、C、D三點(diǎn)中,距A點(diǎn)位移最大的是D點(diǎn),路程最大的是D點(diǎn),故A錯誤.
B、小球從E點(diǎn)飛出后做斜拋運(yùn)動,是勻變速曲線運(yùn)動,故B錯誤.
C、小球在整個運(yùn)動過程中,由機(jī)械能守恒可知:在C點(diǎn)重力勢能最大,動能最小,瞬時(shí)速率最;在B點(diǎn),重力勢能最小,動能最大,瞬時(shí)速率最大;故C錯誤.
D、小球在C點(diǎn)對管壁的作用力恰好為零,由重力提供向心力,此時(shí)小球速度為:mg=m
v2
R
,v=
gR

從C到B過程中,由機(jī)械能守恒定律得:
1
2
mv2+mg?2R=
1
2
mvB2,
在B點(diǎn),由牛頓第二定律得:F-mg=m
v
2
B
R
,解得:F=6mg,小球?qū)鼙诘膲毫′=F=6mg,故D正確.
故選:D.
點(diǎn)評:此題關(guān)鍵要掌握機(jī)械能守恒定律及豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動最高點(diǎn)的臨界條件,能正確分析向心力的來源.
練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2010?德州一模)2009年是中華人民共和國成立60周年,南莫中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型.兩個“0”字型的半徑均為R.讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入,依次經(jīng)過圖中的B、C、D三點(diǎn),最后從E點(diǎn)飛出.已知BC是“0”字型的一條直徑,D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則小球在整個運(yùn)動過程中(  )

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年福建省高三上期中考試物理試卷(實(shí)驗(yàn)班)(解析版) 題型:選擇題

2009年是中華人民共和國成立60周年,某中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型。兩個“0”字型的半徑均為R。讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入,依次經(jīng)過圖中的B、C、D三點(diǎn),最后從E點(diǎn)飛出。已知BC是“0”字型的一條直徑,D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則小球在整個運(yùn)動過程中 (         )

A.在B、C、D三點(diǎn)中,距A點(diǎn)位移最大的是B點(diǎn),路程最大的是D點(diǎn)

B. 小球從E點(diǎn)飛出后將做勻變速直線運(yùn)動

C.在B、C、D三點(diǎn)中,瞬時(shí)速率最大的是D點(diǎn),最小的是C點(diǎn)

D. 若小球在C點(diǎn)對管壁的作用力恰好為零,則在B點(diǎn)小球?qū)鼙诘膲毫Υ笮?mg

 

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科目:高中物理 來源:2013-2014學(xué)年福建省高三上期中考試物理試卷(實(shí)驗(yàn)班)(解析版) 題型:選擇題

2009年是中華人民共和國成立60周年,某中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型。兩個“0”字型的半徑均為R。讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入,依次經(jīng)過圖中的B、C、D三點(diǎn),最后從E點(diǎn)飛出。已知BC是“0”字型的一條直徑,D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則小球在整個運(yùn)動過程中 (         )

A.在B、C、D三點(diǎn)中,距A點(diǎn)位移最大的是B點(diǎn),路程最大的是D點(diǎn)

B. 小球從E點(diǎn)飛出后將做勻變速直線運(yùn)動

C.在B、C、D三點(diǎn)中,瞬時(shí)速率最大的是D點(diǎn),最小的是C點(diǎn)

D. 若小球在C點(diǎn)對管壁的作用力恰好為零,則在B點(diǎn)小球?qū)鼙诘膲毫Υ笮?mg

 

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科目:高中物理 來源:2012屆度陜西省高三第一學(xué)期期末考試物理卷 題型:選擇題

2009年是中華人民共和國成立60周年,某中學(xué)物理興趣小組用空心透明塑料管制作了如圖所示的豎直“60”造型。兩個“0”字型的半徑均為R。讓一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的光滑小球從入口A處射入,依次經(jīng)過圖中的B、C、D三點(diǎn),最后從E點(diǎn)飛出。已知BC是“0”字型的一條直徑,D點(diǎn)是該造型最左側(cè)的一點(diǎn),當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)一切阻力,則小球在整個運(yùn)動過程中 (         )

 

A.在B、C、D三點(diǎn)中,距A點(diǎn)位移最大的是B點(diǎn),路程最大的是D點(diǎn)

B.若小球在C點(diǎn)對管壁的作用力恰好為零,則在B點(diǎn)小球?qū)鼙诘膲毫Υ笮?mg

C.在B、C、D三點(diǎn)中,瞬時(shí)速率最大的是D點(diǎn),最小的是C點(diǎn)

D.小球從E點(diǎn)飛出后將做勻變速運(yùn)動

 

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