固定的光滑圆弧轨道ABC处在竖直平面内,圆轨道半径为R,半径OA处于水平,OB处于竖直方向,。如图所示,一个小物块质量为m,从A处由静止开始滑下,沿圆弧轨道运动

固定的光滑圆弧轨道ABC处在竖直平面内,圆轨道半径为R,半径OA处于水平,OB处于竖直方向,。如图所示,一个小物块质量为m,从A处由静止开始滑下,沿圆弧轨道运动

题型:不详难度:来源:
固定的光滑圆弧轨道ABC处在竖直平面内,圆轨道半径为R,半径OA处于水平,OB处于竖直方向,。如图所示,一个小物块质量为m,从A处由静止开始滑下,沿圆弧轨道运动,从C点飞出。求:
(1)小物块通过B点时的速度大小。
(2)小物块经过B点时对轨道的压力的大小和方向。
(3)小物块从C点飞出时的速度大小和方向。

 
答案
(1)        (2),方向竖直向下。
(3),速度方向斜向上与水平方向成60°角
解析
(1)小物块在光滑圆弧轨道上运动,只受重力和轨道的支持力,机械能守恒。
小物块通过B点时的速度大小设为v,有:
               

(2)小物块做圆周运动,通过B点时,有:
                     
轨道的支持力
在B点物块对轨道的压力,方向竖直向下。
(3)物块从C点飞出时的速度大小设为,有        
速度大小
速度方向沿轨道的切线方向,即斜向上与水平方向成60°角。
举一反三
如图,一条长为L的绳子一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球,让小球处于最高点A,并给小球一水平的初速度v0,使小球能在竖直方向做圆周运动(不计空气阻力),求:(1)小球在最低点B时的速度大小v1

(2)小球在最低点B时绳子对小球的拉力F。
 
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如图所示,支架的质量为M,置于水平地面上,转轴O悬挂一个质量为m的小球,绳长为 L,将小球从图中水平位置以某一速度释放,为了使小球能绕O点在竖直平面内做圆周运动,且支架不至于离开地面,小球释放时初速度应满足什么条件?

 
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(1)求图(b)中0.2s时圆盘转动的角速度;
(2)求激光器和传感器沿半径移动速度大小和方向;
(3)求窄条的宽度(取两位有效数字).
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如图5-6-3所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环.则其通过最高点时(    )

图5-6-3
A.小球对圆环的压力大小等于mg
B.小球受到的向心力等于重力mg
C.小球的线速度大小等于
D.小球的向心加速度大小等于g

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如图5-6-5所示,细绳的一端固定于O点,另一端系一小球,在O点的正下方A处有一钉子,现使小球由高处摆下,当绳子摆到竖直位置时与钉子相碰,则绳子碰到钉子前、后的瞬间相比(    )

图5-6-5
A.小球的线速度变大B.小球的向心加速度减小
C.小球所受向心力增大D.绳子的拉力变大

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