分析 (1)小球從A到B的過程,只有重力做功,機械能守恒,由機械能守恒定律求出小球到達B點的速度,在B點,由合力提供向心力,根據向心力公式及牛頓第三定律即可求解;
(2)小球從C點拋出后做平拋運動,根據平拋運動的基本規(guī)律即可求解轉筒軸線距B點的距離L;
(3)小物塊最終正好進入小孔,所以在小球做平拋運動的時間里,轉筒正好轉了n圈,即t=nT=n2πω(n=1,2,3…).
解答 解:(1)小球從A到B的過程,根據機械能守恒定律得:
mgR=12mvB2 ①
在B點,由向心力公式可得 N-mg=mv2BR ②
聯立解得 N=3mg
根據牛頓第三定律,小球對軌道的壓力大小等于支持力,方向豎直向下 FB=N=3mg ③
(2)小球從C點拋出后做平拋運動,根據平拋運動規(guī)律得
12h=12gt2 ④
L-r=vBt ⑤
聯立①④⑤可得 L=r+√2Rh
(3)當小球從B到射入轉筒,轉筒轉過1圈,小球穿過轉筒,轉筒轉過半圈時,轉筒轉過的圈數最少 L-r=vBt1 ⑥
又ωt1=2π ⑦
2r=vBt2 ⑧
ωt2=π ⑨
聯立①⑥⑦⑧⑨可得 L=5r,ω=\frac{{π\(zhòng)sqrt{2gR}}}{2r}.
答:
(1)小球到達B點時對軌道的壓力大小FB是3mg.
(2)如果小球從狹縫的中間位置C點進入轉筒,轉筒軸線距B點的距離L是r+\sqrt{2Rh}.
(3)L的長度是5r,轉筒轉動的角速度ω是\frac{{π\(zhòng)sqrt{2gR}}}{2r}.
點評 本題要分析小球的運動情況,把握每個過程的物理規(guī)律,知道圓周運動的周期性,運用圓周運動、平拋運動與機械能守恒定律等知識解答.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 物體在勻速運動之前做加速度越來越大的加速運動 | |
B. | 物體與水平面之間的動摩擦因數μ=0.1 | |
C. | 比例系數k=\frac{2}{3}N•s/m | |
D. | 根據題目條件無法求出比例系數k |
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題
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科目:高中物理 來源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 25W | B. | 50W | C. | 75W | D. | 100W |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 同種放射性元素在化合物中的半衰期比在單質中長 | |
B. | 氡的半衰期為3.8天,若有四個氡原子核,經過7.6天就只剩下一個 | |
C. | M元素經過一次α衰變和兩次β衰變形成新元素N,N與M是同位素 | |
D. | 放射性元素鈾放出的γ射線是高速運動的電子流 |
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