如圖7-7-2所示，半徑為R的內(nèi)表面光滑的細(xì)圓管固定在豎直面上，管內(nèi)最低點(diǎn)有一質(zhì)量為m的小球以速度v0開始運(yùn)動(dòng).求：

圖7-7-2

(1)小球通過圓管最高點(diǎn)時(shí)的速度；

(2)小球通過圓管最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管壁的壓力(設(shè)v0足夠大).

解析：(1)由于球在光滑細(xì)管中運(yùn)動(dòng)時(shí)，管對(duì)球的彈力總是和運(yùn)動(dòng)方向垂直，彈力對(duì)球不做功，所以，球在管內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能守恒.由機(jī)械能守恒定律得mv02=mg·2R+mv2

    所以，球通過圓管的最高點(diǎn)時(shí)的速度為v=.

(2)設(shè)球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管外壁向上的壓力為F，則管對(duì)球的作用力大小為F，方向豎直向下，

由牛頓第二定律得

    F+mg=  F=-5mg

答案：(1)  (2)F=-5mg

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2007?肇慶二模）某研究性學(xué)習(xí)小組，為了探索航天器球形返回艙穿過大氣層時(shí)所受空氣阻力（風(fēng)力）的影響因素，進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)研究．如圖為測(cè)定風(fēng)力的實(shí)驗(yàn)裝置圖，其中CD是一段水平放置的長為L的光滑均勻電阻絲，電阻絲電阻較大；一質(zhì)量和電阻都不計(jì)的細(xì)長細(xì)長裸金屬絲一端固定于O點(diǎn)，另一端懸掛球P，無風(fēng)時(shí)細(xì)金屬絲豎直，恰與電阻絲在C點(diǎn)接觸，OC=H；有風(fēng)時(shí)金屬絲將偏離豎直方向，與電阻絲相交于某一點(diǎn)（如圖中虛線所示）．細(xì)金屬絲與電阻絲始終保持良好的導(dǎo)電接觸．
（1）已知電源的電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻不計(jì)，理想電壓表兩接線柱分別與O點(diǎn)和C點(diǎn)相連，球P的質(zhì)量為m，重力加速度為g，由此可以推得風(fēng)力大小F與電壓表示數(shù)的關(guān)系式為F=
mgL
EH
U
mgL
EH
U
．
（2）研究小組的同學(xué)猜想：風(fēng)力大小F可能與風(fēng)速大小v和球半徑r這兩個(gè)因素有關(guān)，于是他們進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)：
實(shí)驗(yàn)一：使用同一球，改變風(fēng)速，記錄了在不同風(fēng)速下電壓表的示數(shù)．
表一  球半徑r=0.50cm
風(fēng)速（m/s） 10 15 20 30
電壓表示數(shù)（V） 2.40 3.60 4.81 7.19
由表一數(shù)據(jù)可知：在球半徑一定的情況下，風(fēng)力大小與風(fēng)速的關(guān)系是
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
風(fēng)力大小與風(fēng)速成正比
．
實(shí)驗(yàn)二：保持風(fēng)速一定，換用同種材料、不同半徑的實(shí)心球，記錄了在球半徑不同情況下電壓表的示數(shù)．
表二  風(fēng)速v=10m/s
球半徑（cm） 0.25 0.50 0.75 1.00
電壓表示數(shù)（V） 9.60 2.40 1.07 0.60
由表二數(shù)據(jù)可知：在風(fēng)速一定的情況下，風(fēng)力大小與球半徑的關(guān)系是
成正比
成正比
．（球體積公式V=
4
3
πr3）
（3）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知風(fēng)力的大小F與風(fēng)速大小v、球半徑r的關(guān)系式為
F=kvr，式中k為常數(shù)
F=kvr，式中k為常數(shù)
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖7-7-2所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自高h處自由下落，落在一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上.求：當(dāng)物體速度達(dá)到最大值v時(shí)，彈簧對(duì)物體做的功為多少？

圖7-7-2

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖7-7-2所示，讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺，正好擺到最低點(diǎn)B位置時(shí)線被拉斷.設(shè)擺線長l=1.6 m，懸點(diǎn)到地面的豎直高度為H=6.6 m，不計(jì)空氣阻力，求：

圖7-7-2

（1）擺球落地時(shí)的速度；

（2）落地點(diǎn)D到C點(diǎn)的距離（g取10 m/s2).

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖7-7-2所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體自高h處自由下落，落在一個(gè)勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧上.求：當(dāng)物體速度達(dá)到最大值v時(shí)，彈簧對(duì)物體做的功為多少？

圖7-7-2

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