（11分）如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央.一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于其重力的倍.取g為10m/s2.

   （1）H的大小；

   （2）試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn)，并說明理由；

   （3）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少.

 

（1）10m

（2）小球可以通過O點(diǎn)

（3）17.3m/s

解析:（1）小球從H高處自由落下，進(jìn)入軌道，沿BDO軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，小球受重力和軌道的支持力.設(shè)小球通過D點(diǎn)的速度為v，通過D點(diǎn)時(shí)軌道對(duì)小球的支持力為F（大小等于小球?qū)壍赖膲毫Γ┨峁┧鰣A周運(yùn)動(dòng)的向心力，即 ①（1分）

小球從P點(diǎn)落下一直到沿光滑軌道運(yùn)動(dòng)的過程中，機(jī)械能守恒有， ②（1分）

由①②解得高度m（1分）

（2）設(shè)小球能夠沿豎直軌道運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的最小速度為v0，則有③（1分）

小球至少應(yīng)從H0高處落下，④（1分）

由③④可得（1分）

由H>H0，小球可以通過O點(diǎn). （1分）

 （3）小球由H落下通過O點(diǎn)的速度為m/s（1分）

小球通過O點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球經(jīng)過時(shí)間t落到AB圓弧軌道上，

建立圖示的坐標(biāo)系，有 ⑤（1分）

⑥（1分） 且⑦（1分）

落到軌道上速度大小為m/s（1分）

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABDO是處于豎直平面的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道．一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，由A點(diǎn)進(jìn)入豎直平面內(nèi)的軌道，當(dāng)小球通過最高點(diǎn)O時(shí)，小球與軌道間作用力為重力的5/3倍．取g=10m/s2．求：
（1）計(jì)算小球下落的高度H是多少？
（2）經(jīng)軌道運(yùn)動(dòng)后，再次落到軌道上的速度的大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2006?東城區(qū)一模）如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的
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圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央．一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌 道通過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于其重力的
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倍．取g=10m/s2．
（1）H的大��？
（2）試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn)，并說明理由．
（3）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的固定光滑軌道，AB是半徑為R=15m的
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圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是半徑為 r=7.5m的光滑的半圓形圓管軌道（圓管內(nèi)徑可忽略）．一個(gè)小球P（小球直徑比圓管內(nèi)徑略�。⿵腁點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H=10m處自由下落，g取10m/s2，空氣阻力不計(jì)．求：
（1）達(dá)到BDO軌道的O點(diǎn)的速度大�。�
（2）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到AB軌道上的速度大�。�

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的
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圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道．一個(gè)小球P（可看成質(zhì)點(diǎn)）從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H=10m處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過AB段．（取g=10m/s2．）
（1）試討論小球P能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn)，并說明理由．若能，求出小球通過O點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力．
（2）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，ABDO是處于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的1/4圓周軌道，半徑OA處于水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央。一個(gè)小球P從A點(diǎn)的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力等于其重力的倍。取g=10m/s2。

（1）H的大��？

（2）試討論此球能否到達(dá)BDO軌道的O點(diǎn)，并說明理由。

（3）小球沿軌道運(yùn)動(dòng)后再次落到軌道上的速度的大小是多少？

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