组卷网 > 高中物理综合库 > 力学 > 曲线运动 > 圆周运动 > 生活中的圆周运动 > 竖直方向的圆周运动 > 杆球类模型及其临界条件
题型:解答题 难度:0.65 引用次数:196 题号:7179638
如图所示,在光滑的水平平台上有一质量m=0.1 kg的小球压缩轻质弹簧(小球与弹簧不拴连)使其具有Ep=0.2 J的弹性势能,平台的B端连接两个半径都为R且内壁都光滑的四分之一细圆管BC及细圆管CD,圆管内径略大于小球直径,B点和D点都与水平面相切.现释放小球,小球弹出后进入细圆管,运动到B点时对上管壁有FN=1 N的弹力.g10 m/s2,:
     
(1)细圆管的半径R;
(2)小球经过D点时对管壁的压力大小.

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【推荐1】如图所示,BC是半径 m且竖直放置的光滑细圆管,O为细圆管的圆心,在细圆管的末端C连接倾角为45°、动摩擦因数μ=0.6的足够长粗糙斜面。一质量为m=0.5 kg的小球从O点正上方某处A点以v0水平抛出后,恰好能垂直OBB点进入细圆管,小球从进入圆管开始受到始终竖直向上的力F=5 N的作用,当小球运动到圆管的末端C时作用力F立即消失,小球能平滑地冲上粗糙斜面。(取g=10 m/s2),不计空气阻力
(1)小球从A点水平抛出的初速度v0为多少;
(2)小球在圆管中运动时对圆管的压力是多少;
(3)小球在CD斜面上运动的最大位移是多少。
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(1)小球的最小发射速度;
(2)若小球经过某段轨迹时对外轨无压力,求对外轨无压力的最长轨迹对应圆心角的正弦。(结果可以保留根号)
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【推荐3】如图所示,一个质量为m的小球(可视为质点)以某一初速度从A点水平抛出,恰好从圆管BCDB点沿切线方向进入圆弧,经BCD从圆管的最高点D射出,恰好又落到B点.已知圆弧的半径为RAD在同一水平线上,BC弧对应的圆心角θ=60°,不计空气阻力.求:

(1)小球从A点做平抛运动的初速度v0的大小;
(2)小球在D点时的速度大小;
(3)在D点处小球对管壁的作用力的大小和方向.
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