精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
“六十甲子”是古人发明用来计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法.某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.两个“O”字型圆的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A.已知BC是“O”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“O”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,则小球在整个运动过程中(  )
分析:让小球在竖直放置的空心透明粗糙塑料管运动,利用牛顿第二定律与圆周运动的向心力公式,可求出某点的受力情况.同时运用动能定理,可找出某两点的速度与这两点的高度关系.小球从高于E点的A点静止释放,若光滑时则由机械能守恒定律,可得出小球是否能从E点射出.当小于到达最高C点,由速度结合牛顿第二定律可得出小球的受力情况.
解答:解:A/由于光滑小球则从A到D过程中机械能守恒,由守恒定律可得:2mgR=
1
2
mv2-0…①
小球在D点受力分析:小球受到管道的支持力 F=
mv2
R
…②
由①②②联式可得:F=4mg
则小球对塑料管的左侧压力为4mg,故A正确;
B/若小球光滑,则A到E过程中机械能守恒,由守恒定律可得:mghAE==
1
2
mv2
 所以小球能从E点射出.故B正确;
C选项,若小球光滑则小球到达C点的速度由机械能守恒定律求出:mghAC=
1
2
mv2
…③
小球在C点受力分析与运动分析得:4mg+F=
mv2
R
…④
 可得小球受到管道向下的弹力F=mg 但本选项是不光滑的,则小球的受到的力要小于mg.即使当小球到达C点速度变小,也不会等于0.
所以小球能通过C点时此处塑料管对小球的作用力小于mg,故C错误;
D选项,若小球不光滑,在下滑过程中受到阻力,虽重力做正功但阻力做负功.做的总功可能为0 所以小球能停在B点,故D错误;
故选AB
点评:本题从光滑与不光滑两种情况入手分析,利用机械能守恒定律与动能定理,来分析小球受力情况.值得注意是,当小球在C点的受力分析,可能受向上支持力,也可能受到向下“拉”力.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

(2011?湖南一模)“六十甲子”是古人发明用来计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法.某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.两个“0”字型圆的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A.已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“0”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,则小球在整个运动过程中,下列说法正确的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网“六十甲子”是古人发明用来计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法.某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型.两个“0”字型圆的半径均为R.让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A.已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“0”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,则小球在整个运动过程中,下列说法错误的是(  )

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2011-2012学年江西省高三第二次月考考试物理卷 题型:选择题

“六十甲子”是古人发明用来计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法。某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型。两个“O”字型圆的半径均为R。让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A。已知BC是“O”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“O”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中(   )

A.如果是光滑小球,在D点处,塑料管的左侧对小球的压力为4mg

B.如果是光滑小球,小球一定能从E点射出

C.如果是不光滑小球,且能到达C点,此处塑料管对小球的作用力小于mg

D.如果是不光滑小球,小球不可能停在B点

 

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源:2010-2011学年河北省高三一模考试(理综)物理部分 题型:选择题

“六十甲子”是古人发明用来记计时的方法,也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法。某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型。两个“0”字型圆的半径均为R。让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度低于入口A。已知BC是“0”字型的一条竖直方向的直径,D点是左侧“0”字型上的一点,与圆心等高,A比C高R,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中(  )

A.如果是光滑小球,在D点处,塑料管的左侧对小球的压力为4mg

B.如果是光滑小球,小球一定能从E点射出

C.如果是不光滑小球,且能到达C点,此处塑料管对小球的作用力小于mg

D.如果是不光滑小球,小球不可能停在B点

 

查看答案和解析>>

同步练习册答案