如图5—17所示,在竖直平面内有一光滑的圆形轨道,轨道半径为尺,一个小球可在轨道内侧做圆周运动,且在通过圆周顶端的A点时不脱离轨道掉下来. (1)小球通过A点的最小速度V0为多大 (2)在小球以速度V0通过A点的情况下,小球运动到B点时对轨道的压力F为多大

题目
如图5—17所示,在竖直平面内有一光滑的圆形轨道,轨道半径为尺,一个小球可在轨道内侧做圆周运动,且在通过圆周顶端的A点时不脱离轨道掉下来.
(1)小球通过A点的最小速度V0为多大
(2)在小球以速度V0通过A点的情况下,小球运动到B点时对轨道的压力F为多大


相似考题
参考答案和解析
答案:
解析:
(1)小球以最小速度ν0通过A点时,向心力是仅由小球所受的重力提供的,由此得
更多“如图5—17所示,在竖直平面内有一光滑的圆形轨道,轨道半径为尺,一个小球可在轨道内侧做圆周运动,且在通过圆周顶端的A点时不脱离轨道掉下来. ”相关问题
  • 第1题:

    如图所示,电阻不计的竖直光滑金属轨道PMNQ,其PMN部分是半径为r的了l圆弧,NQ部分水平且足够长.匀强磁场的磁感应强度为B,方向垂直于PMNQ平面指向纸面内侧。某粗细均匀质量分布均匀的金属杆质量为m,电阻为R,长为√ 2 r,从图示位置由静止释放,若当地的重力加速度为R,金属杆与轨道始终保持良好接触,则()。

    A.杆下滑过程机械能守恒

    B.杆最终不可能沿NQ匀速运动

    C.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中产生的电能等于

    D.杆从释放到全部滑至水平轨道过程中,通过杆的电荷量等于

    答案:D
    解析:

  • 第2题:

    如图所示,一滑块从半圆形光滑轨道上端由静止滑下,当滑到最低点时,关于滑块动能大小和它对轨道最低点的压力,下列叙述中正确的是()。

    A.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越大

    B.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力越小

    C.轨道半径变化,滑块动能和对轨道压力都不变

    D.轨道半径越大,滑块动能越大,对轨道压力不变

    答案:D
    解析:
    物体下滑过程中,根据动能定理得,啦=睾舢2,口z=29R。物体到达最低点的动能为,可见,质量越大,半径越大,动能越大。在轨道最低点,由牛顿第二定律得,,则知小滑块对轨道的压力大小与半径无关,只与重力有关。A、B、C三项错误,D项正确。

  • 第3题:

    阅读案例,并回答问题。
    上课了,教室很快安静下来。
    李老师:同学们,上课了。有谁在游乐场坐过过山车呀
    教室里一下活跃了起来,同学们七嘴八舌地交流。
    李老师:谁来分享一下坐过山车的感受
    学生甲:老师,我坐过,感觉风驰电掣,很刺激。
    学生乙:老师我也坐过,上去之前害怕极了,老担心会掉下来。
    学生丙:老师,我不敢坐,一想到过山车翻滚冲向环形轨道最高点,吓得腿软!
    李老师:看来不少同学害怕会掉下来。真的会掉下来吗我们一起做个实验。
    李老师拿出了模型。
    李老师:同学们,这是老师自己做的模型,这是一个钢球,老师将钢球放在轨道上,大家注意观察钢球是否会掉下来。

    李老师将钢球放在高于圆形轨道顶端的轨道上,放手后小球沿轨道滑下。
    李老师:钢球从轨道上掉下来了吗
    学生:没有。
    李老师:老师再做一次。
    李老师将钢球放在低于圆形轨道顶端的轨道上。放手后小球沿轨道滑下。
    李老师:大家看到了什么
    学生甲:钢球还没到达轨道顶端就掉下来了,老师,我再也不敢坐了。
    李老师在黑板上写下了这节课的课题“向心力与向心加速度”。
    李老师:钢球在什么情况下会掉下来,什么情况下不会掉下来,你们学习了其中的规律后就不会害怕了。
    问题:
    (1)对李老师的教学进行评价。
    (2)以此图为依托设计教学片段,帮助学生理解小球通过圆环最高点时的受力及运动情况。


    答案:
    解析:
    (1)李老师在教学过程中利用了生活实例导入、演示实验导人,利用了直观性原则,充分调动了学生的学习积极性和主动性,启迪学生思维,集中学生注意力。借助生活中常见的过山车,引发学生积极讨论,通过演示实验让学生逐步将生活情境转化为物理模型。 在教师角色方面.李老师体现了学习引导者的角色,体现了启发式的教学原则。在实际的教学过程中,李老师采用生活情境中常见的过山车问题,一步一步地引导学生对本节课产生兴趣,进而提出本节课的核心问题“小球什么情况下掉落”,让学生带着问题,参与到本节课的探究过程中。
    在课堂气氛方面,李老师营造了一种民主、宽松、平等的课堂气氛,为学生主动思考,发表自己意见,发挥学生个性奠定了基础。
    (2)师:大家思考一下.如果小球要通过最高点,速度能否为零为什么
    生:不能,速度为零小球就会掉下来。
    师:速度既然不为零.那么在最高点小球做圆周运动的向心力是由谁来提供的呢大家先来做一下受力分析。
    生:小球通过最高点,受重力和轨道向内的支持力。
    师:如果速度较小的时候呢这两个力是否会发生变化
    生:支持力会减小。
    师:那支持力减小为零的时候,谁来提供向心力呢
    生:只有重力。
    师:支持力会不会继续减小呢支持力变成负值的话,轨道给小球的力指向哪
    生:力会向外,不可能出现这种情况。
    师:因此,轨道给小球的力最小为多少
    生:为零!
    师:我们能算一下此时.小球的速度是多少吗
    师:这个速度就是恰好能通过最高点的速度,此时只有重力提供向心力;如果小球速度大于这个速度,小球的向心力将由重力和轨道向内的支持力的合力提供,而且速度越大,轨道向内的支持力越大。

  • 第4题:

    如图所示,在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0。飞船在半径为4R的圆型轨道Ⅰ上运动,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道的近月点B时,再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动,则( )。




    A①飞船在轨道Ⅲ的运行速率大于(g0R)1/2
    B②飞船在轨道l上运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率
    C③飞船在轨道l上的重力加速度小于在轨道Ⅱ上B处重力加速度
    D④飞船在轨道l、轨道Ⅲ上运行的周期之比有T1:TⅢ=4:1

    答案:B
    解析:

  • 第5题:

    阅读案例,并回答问题。
    下面是某同学对课后习题的解答过程:
    如图所示,正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电、电荷量为q2、质量为m的小球,从轨道的A处无初速度释放,求:
    (1)小球运动到B点时的速度大小;(2)小球在B点时对轨道的压力。



    解:(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为υ,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据动能定理得:



    问题:(1)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。
    (2)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。


    答案:
    解析:
    (1)学生已经掌握了题干中电场力做功的情形,并正确求出小球在B点的速度,但是忽了小球是做圆周运动,其所受合力提供向心力。另外应该标明,小球受到的支持力和小球对轨道的压力大小相等,方向相反。正确解法为:



    (2)针对此学生,教师可以通过一系列启发性的问题,引导学生回忆圆周运动的知识。学生已经掌握了点电荷形成的电场中电场力做功情况,教师可适当进行语言上的鼓励。教师可从分析物体受力、研究物体运动状态、分析整个过程中的功能转换等角度加深学生对相关知识的理解和认识。

  • 第6题:

    静止卫星运行轨道是赤道平面内的()。

    • A、椭圆形轨道
    • B、圆形轨道
    • C、S曲线形轨道
    • D、方形轨道

    正确答案:B

  • 第7题:

    以下实例中的运动物体,机械能不守恒的是()

    • A、抛出的钢球做斜抛运动
    • B、用细绳拴着一个小球,绳的一端固定,使小球在竖直平面上做圆周运动
    • C、物体沿着一个斜面匀速下滑
    • D、用细绳拴着一个小球,绳的一端固定,使小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动

    正确答案:C

  • 第8题:

    按玻尔的氢原子理论,电了在以质子为中心,半径为r的圆形轨道上运动,把这样一个原子放在均匀的外磁场中,使电子轨道平面与B垂直,在r不变的情况下,电子轨道运动角速度将()。

    • A、增加
    • B、减小
    • C、不变
    • D、改变方向

    正确答案:A

  • 第9题:

    一电子在垂直于均匀磁场的方向做半径为R=1.2cm的圆周运动,电子速度v=104m·s-1.求圆轨道内所包围的磁通量是多少?


    正确答案:电子所带的电量为e=1.6×10-19库仑,质量为m=9.1×10-31千克.
    电子在磁场所受的洛伦兹力成为电子做圆周运动的向心力,即:f=evB=mv2/R,所以B=mv/eR.
    电子轨道所包围的面积为S=πR2,磁通量为Φ=BS=πmvR/e=2.14×10-9(Wb).

  • 第10题:

    判断题
    物体沿铅直平面内的光滑圆轨道作圆周运动,机械能守恒。
    A

    B


    正确答案:
    解析: 暂无解析

  • 第11题:

    单选题
    以下实例中的运动物体,机械能不守恒的是()。
    A

    抛出的钢球做斜抛运动

    B

    用细绳拴着一个小球,绳的一端固定,使小球在竖直平面上做圆周运动。

    C

    物体沿着一个斜面匀速下滑。

    D

    用细绳拴着一个小球,绳的一端固定,使小球在光滑的水平面上做匀速圆周运动。


    正确答案: A
    解析: 暂无解析

  • 第12题:

    问答题
    如果一颗假想的行星好地球的轨道在同一平面上并且为圆形,它的轨道半径等于40天文单位,它冲日时在天球上每日移动多少度?

    正确答案: 接近1度
    解析: 暂无解析

  • 第13题:

    阅读案例,并回答问题。
    下面是某同学对课后习题的解答过程:
    如图所示,正电荷q1固定于半径为R的半圆光滑轨道的圆心处,将另一带正电、电荷量为q2,质量为m的小球,从轨道的A处无初速度释放,求:
    (1)小球运动到B点时的速度大小;(2)小球在B点时对轨道的压力。

    解:(1)设小球通过轨道最低点时的速度大小为V,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据动能定理得:
    (2)以小球为研究对象,对其受力分析。小球受重力、支持力与电场力,则有:
    问题:
    (1)指出此道试题检测了学生所学的哪些知识点。
    (2)指出学生解答中的错误,分析错误产生的可能原因,给出正确解法。
    (3)给出一个教学思路,帮助学生掌握相关知识。


    答案:
    解析:
    (1)本题考查受力分析、牛顿第二定律、牛顿第三定律、圆周运动、动能定理、库仑定律。 (2)学生已经掌握了题干中电场力做功的情形,并正确求出小球在B点的速度,但是忽略了小球是傲圆月运动,其所受合力提供向心力。另外应该标明,小球受到的支持力和小球对轨道的压力大小相等,方向相反。
    正确解法为:
    ①设小球通过轨道最低点时的速度大小为V,小球从A到B的过程中只有重力做功,根据动能定理得:

    (3)针对此学生,教师可以通过一系列启发性的问题,引导学生回忆圆周运动的知识。学生已经掌握了点电荷形成的电场中电场力做功情况,教师可从分析物体受力、研究物体运动状态、分析整个过程中的功能转换等角度加深学生对相关知识的理解和认识。

  • 第14题:

    如图5所示,半径为R的刚性圆环轨道,水平固定在光滑的桌面上.一物体贴着轨道内侧运动,物体与轨道间的滑动摩擦系数为μ。设物体在某时刻经过A点时的速率为V0,求:

    (1)此后t时刻物体的速率。
    (2)从A点开始在t时间内的路程。


    答案:
    解析:
    (1)物体贴着轨道内侧运动,在水平面上受两个力的作用,一是环对物体的正压力Ⅳ,方向指向环心,另一个是环对物体的滑动摩擦力f,方向沿圆环的切向方向。 建立自然坐标系,并应用牛顿第二定律的法向分量式和切向分量式:

  • 第15题:

    如图所示。小球沿水平面以初速度υo通过O点进入半径为R的竖直半圆弧轨道,不计一切阻力,下列说法正确的是(  )。
    A.球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动
    B.若小球能通过半圆弧最高点P,则球运动到P时向心力恰好为零
    C.
    D.若小球恰能通过半圆弧最高点P,则小球落地点离O点的水平距离为2R



    答案:D
    解析:
    进入半圆弧轨道后,小球受到轨道的弹力和重力的作用,重力方向竖直向下,因此小球不能做匀速圆周运动,A错。小球能通过圆弧的最高点,因此速度必不为零,向心力也不为零,落地时的动能可能

  • 第16题:

    如图所示,小球沿水平面以初速度v0通过O点进入半径为R的竖直半圆弧轨道,不计一切阻力,下列说法正确的是( )。



    A.球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动
    B.若小球能通过半圆弧最高点P.则球运动到P时向心力恰好为零
    C.若小球能通过半圆弧最高点P,则小球落地时的动能为

    D.若小球恰能通过半圆弧最高点P,则小球落地点离O点的水平距离为2R


    答案:D
    解析:
    进入半圆弧轨道后,小球受到轨道的弹力和重力的作用,重力方向竖直向下,因此小球不能做匀速圆周运动,A错。小球能通过圆弧的最高点,因此速度必不为零,向心力也不为零,落地时的动能可能 大于



    因此B和C错。

  • 第17题:

    我国是世界上掌握飞船对接技术的国家之一,为了实现“神州十一号”飞船与“天宫一号”空间站的顺利对接,应使飞船和空间站: ?

    A、在同一轨道、沿反方向做圆周运动
    B、在同一轨道、沿同方向做圆周运动
    C、飞船在低轨道、空间站在高轨道沿同一方向飞行
    D、飞船在高轨道、空间站在低轨道沿同一方向飞行

    答案:B
    解析:
    本题考查科技常识。
    A项错误,“在同一轨道、沿反方向做圆周运动”,两者一直有相对运动,无法实现对接。
    B项正确,飞船和空间站对接时,需处于统一轨道的相同方向,实现相对的静止才能对接成功。
    C、D项错误,轨道不同,无法实现对接。在对接之前,若飞船在低轨道、空间站在高轨道,此时飞船可加速,做离心运动,靠近空间站,处于相同轨道且相对静止后实现对接。

  • 第18题:

    在平面交岔点轨道线路设计中(巷道、轨道中线重合),单开道岔基本轨起点与巷道转弯半径圆弧上的切点重合。


    正确答案:错误

  • 第19题:

    地球绕太阳公转,公转轨道是椭圆形,其轨道半径为1.496亿千米,轨道偏心率为0.0167。()


    正确答案:正确

  • 第20题:

    在水平面内作匀速圆周运动的物体,下列各种论述中是否有错误,如果有错误请改正并指明理由: (1)在圆轨道的各点上它的速度相等 (2)在圆轨道的各点上它受的力相等 (3)在圆轨道的各点上它的动量相等 (4)在圆轨道的各点上它对圆心的角动量相等 (5)在圆轨道的各点上它的动能相等


    正确答案: (1)错误,速度不相等,因方向变化;
    (2)错误,受力不相等,因方向变化;
    (3)错误,动量不相等,因方向变化;
    (4)正确;
    (5)正确。

  • 第21题:

    填空题
    将轨道BC段改为水平,如图乙所示.小球仍从A点静止释放,小球经过M点时的机械能大于、小于还是等于其在A点的机械能?____.

    正确答案: 等于;
    解析:
    由于不存在其他阻力的情况,其机械能是守恒的,因此A点机械能等于M点机械能.

  • 第22题:

    多选题
    关于地球在绕日公转的下列说法,正确的是()。
    A

    太阳中心位于地球轨道椭圆的一个焦点上,这一点也是其他行星轨道椭圆的焦点之一

    B

    公转是一种转动,即圆周运动

    C

    春分日,地球位于地球轨道椭圆的中距点

    D

    地球过近日点时,速度最快;而过远日点时,速度最慢,但面积速度不变


    正确答案: C,A
    解析: 暂无解析

  • 第23题:

    单选题
    A

    球进入竖直半圆弧轨道后做匀速圆周运动

    B

    若小球能通过半圆弧最高点P,则球运动到P时向心力恰好为零

    C

    若小球能通过半圆弧最高点P,则小球落地时的动能为(5mgR)/2

    D

    若小球恰能通过半圆弧最高点P则小球落地点离O点的水平距离为2R


    正确答案: B
    解析: