分析 (1)小球小球恰好能通過最高點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的彈力為零,靠重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律求出小球通過最高點(diǎn)的速度,由機(jī)械能守恒定律求出最低點(diǎn)的速度.在最低點(diǎn),由合力提供向心力,由牛頓第二定律求出軌道對(duì)小球的支持力.
(2)在最低點(diǎn),由牛頓第二定律求得小球的速度,再由機(jī)械能守恒定律求小球在最高點(diǎn)的速度,并由牛頓第二定律求小球受到軌道的彈力.
解答 解:(1)小球恰好能通過最高點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)小球的彈力為零,小球只受重力,由重力提供向心力,根據(jù)牛頓第二定律得
mg=m$\frac{{v}_{1}^{2}}{R}$
可得,小球通過最高點(diǎn)的速度為 v1=$\sqrt{gR}$
設(shè)小球通過最低點(diǎn)的速度為v2.由機(jī)械能守恒定律有
2mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$
可得 v2=$\sqrt{5gR}$
小球在最低點(diǎn)時(shí),由牛頓第二定律得
N-mg=m$\frac{{v}_{2}^{2}}{R}$
解得 N=6mg
所以小球在最低點(diǎn)時(shí)受到重力mg和軌道的支持力,大小為6mg.
(2)若小球在最低點(diǎn)受到軌道的彈力為8mg,設(shè)小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)的速度分別為v3和v4.
在最低點(diǎn),有 8mg-mg=m$\frac{{v}_{3}^{2}}{R}$
可得 v3=$\sqrt{7gR}$
由機(jī)械能守恒定律得
2mgR=$\frac{1}{2}m{v}_{3}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{4}^{2}$
解得 v4=$\sqrt{3gR}$
在最高點(diǎn),由牛頓第二定律得 mg+F=m$\frac{{v}_{4}^{2}}{R}$
解得:軌道對(duì)小球的彈力 F=2mg
答:
(1)小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速度分別是$\sqrt{gR}$和$\sqrt{5gR}$,小球在最高點(diǎn)時(shí)只受重力,小球在最低點(diǎn)時(shí)受到重力mg和軌道的支持力,大小為6mg.
(2)小球在最高點(diǎn)的速度是$\sqrt{3gR}$,受到軌道的彈力是2mg.
點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道在最高點(diǎn)的臨界條件:重力等于向心力,知道小球通過最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí),由合力充當(dāng)向心力,運(yùn)用牛頓第二定律可求速度.
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | “嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小比其繞月的小 | |
B. | “嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大小比其繞月的大 | |
C. | “嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期大小比其繞月的大 | |
D. | “嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小比其繞月的小 |
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題
A. | 湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 | |
B. | 盧瑟福發(fā)現(xiàn)了電子,提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 | |
C. | 盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 | |
D. | 玻爾受普朗克的量子論和愛因斯坦關(guān)于光子概念的啟發(fā)提出了玻爾原子模型 |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 當(dāng)彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí),物體有最大動(dòng)能 | |
B. | 彈簧的最大彈性勢(shì)能為2mgh | |
C. | 物體最終會(huì)靜止在B點(diǎn)位置 | |
D. | 物體從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到靜止的過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能為mgh |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 在0~2s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)1與F2的合力小于F3 | |
B. | 在0~2s時(shí)間內(nèi),物體處于超重狀態(tài) | |
C. | 在3~5s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)1與F2的合力小于F3 | |
D. | 在3~5s時(shí)間內(nèi),F(xiàn)1與F2的合力大于mg |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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科目:高中物理 來源: 題型:計(jì)算題
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