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(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,有一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mgg为重力加速度)。求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围。

   

解析

设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得 ①(1分)

物块在最高点受的力为重力mg、轨道压力N。重力与压力的合力提供向心力,有

                   ②(1分)

物块能通过最高点的条件是    0                   ③  (1分)

由②③两式得                                      ④   (1分)

由①④式得                                           ⑤ (1分)

按题的要求,,由②式得                  ⑥    (1分)

由①⑥式得                                             (1分)

h的取值范围是                                         (1分)

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A点距地面高度为H,质量为m的小球从A点静止释放(球达B点水平速度大小等于球由O点自由释放至B点速度大小),最后落在地面C处,不计空气阻力,( g=10m/s2)求:
(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大;
(2)小球落地点C与B的水平距离s为多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A静止释放,最后落在地面C点处,不计空气阻力.求:
(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大??
(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少??

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如图所示,位于竖直平面上的
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圆弧轨道光滑,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,到达B点时的速度为
2gR
,最后落在地面上C点处,不计空气阻力.求:
(1)小球刚运动到B点时的加速度为多大,对轨道的压力多大.
(2)小球落地点C与B点水平距离为多少.

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科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球在B点时的速度大小;
(2)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大?
(3)小球落地点C与B点水平距离为多少?

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的
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圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H=2R,质量为m的小球1从A点由静止释放,与在B点质量为M的小球2正碰,小球1被反弹回
R
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处,小球2落在水平地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球1再次运动到轨道上的B点时,对轨道的压力多大?
(2)小球落地点C与B点水平距离S是多少?

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