题目
如图所示,半径r=0.5m的光滑圆轨道被竖直固定在水平地面上,圆轨道最低处有一小球(小球的半径比r小很多).现给小球一个水平向右的初速度v0,要使小球不脱离轨道运动,v0应满足( )
A. v0≤5m/s
B. v0≥2
m/s
C. v0≥
m/s
D. v0≤
m/s
A. v0≤5m/s
B. v0≥2
5 |
C. v0≥
5 |
D. v0≤
10 |
提问时间:2020-08-30
答案
最高点的临界情况:mg=m
,解得v=
=
m/s
根据动能定理得,-mg•2r=
mv2−
mv02
解得v0=5m/s.
若不通过四分之一圆周,根据动能定理有:
-mgr=0-
mv02
解得v0=
m/s
所以v0≥5m/s或v0≤
m/s.故D正确,A、B、C错误.
故选D.
v2 |
r |
gr |
5 |
根据动能定理得,-mg•2r=
1 |
2 |
1 |
2 |
解得v0=5m/s.
若不通过四分之一圆周,根据动能定理有:
-mgr=0-
1 |
2 |
解得v0=
10 |
所以v0≥5m/s或v0≤
10 |
故选D.
要使小球不脱离轨道运动,1、越过最高点.2、不越过四分之一圆周.根据动能定理求出初速度v0的条件.
向心力;牛顿第二定律.
解决本题的关键知道小球在内轨道运动最高点的临界情况,以及能够熟练运用动能定理.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
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