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初中物理2016高三联考物理试卷考点

更新时间:2024-07-28 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

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相关例题:

题目:gU1物理好资源网(原物理ok网)

质量为m的小球从高为H处自由下落,进入半径为R的圆形轨道,轨道固定在水平面上,且与小球在最高点时相切。已知小球在轨道上运动时受到的摩擦阻力为重力的0.05倍,求:gU1物理好资源网(原物理ok网)

1. 小球在最高点时对轨道的压力大小。gU1物理好资源网(原物理ok网)

2. 小球在圆形轨道上运动的总时间。gU1物理好资源网(原物理ok网)

答案:gU1物理好资源网(原物理ok网)

1. 设小球在最高点时对轨道的压力为F,则有:gU1物理好资源网(原物理ok网)

mg + F = m(v^2/R)gU1物理好资源网(原物理ok网)

又因为小球做圆周运动,所以有:gU1物理好资源网(原物理ok网)

F - mg = m(v^2/R)gU1物理好资源网(原物理ok网)

联立以上两式可得:gU1物理好资源网(原物理ok网)

F = 0.5mggU1物理好资源网(原物理ok网)

所以小球在最高点时对轨道的压力大小为0.5mg。gU1物理好资源网(原物理ok网)

2. 小球从高为H处自由下落,根据自由落体运动规律可得:gU1物理好资源网(原物理ok网)

H = 0.5gt^2gU1物理好资源网(原物理ok网)

小球在圆形轨道上运动时受到的摩擦阻力为重力的0.05倍,所以小球的运动可以分解为两个过程:在轨道上做圆周运动和在水平面上减速运动。根据能量守恒定律,这两个过程能量变化相等,所以有:gU1物理好资源网(原物理ok网)

mgH = (mg + 0.05mg)(R + h) + fsgU1物理好资源网(原物理ok网)

其中h为小球在轨道上运动的高度,f为小球在水平面上受到的摩擦力,s为小球在水平面上运动的距离。联立以上各式可得:gU1物理好资源网(原物理ok网)

h = 0.75RgU1物理好资源网(原物理ok网)

所以小球在圆形轨道上运动的总时间为:gU1物理好资源网(原物理ok网)

t = sqrt(2(H - h)/g) + sqrt(2h/a)gU1物理好资源网(原物理ok网)

其中a为小球在水平面上运动的加速度,根据牛顿第二定律可得:a = (mg + 0.05mg) - mg = 0.05g。代入数据可得:t = sqrt(2(H - 0.75R)/g) + sqrt(20.75R/0.05g) = sqrt(H/g) + sqrt(3R/g)。gU1物理好资源网(原物理ok网)

所以小球在圆形轨道上运动的总时间为sqrt(H/g) + sqrt(3R/g)。gU1物理好资源网(原物理ok网)


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