如图所示为竖直平面内的两个半圆轨道,在B点平滑连接,两半圆的圆心O1、O2在同一水平线上,小半圆半径为R,大半圆半径为2R,一滑块从大的半圆一端A点以一定的初速度向上沿着半圆内壁

时间:2024-04-30 14:58:42 5A范文网 浏览: 平时作业 我要投稿

问题描述:

如图所示为竖直平面内的两个半圆轨道,在B点平滑连接,两半圆的圆心O1、O2在同一水平线上,小半圆半径为R,大半圆半径为2R,一滑块从大的半圆一端A点以一定的初速度向上沿着半圆内壁运动,且刚好能通过大半圆的最高点,滑块从小半圆的左端向上运动,刚好能到达大半圆的最高点,大半圆内壁光滑,则(  )
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A. 滑块在A的初速度为

3gR

B. 滑块在B点对小半圆的压力为6mg

C. 滑块通过小半圆克服摩擦做的功力为mgR

D. 增大滑块在A点的初速度,则滑块通过小半圆克服摩擦力做的功不变



最佳答案

A.由于滑块恰好能通过大的半圆的最高点,重力提供向心力,即mg=m

v2
2R
,解得:v=
2gR
,以AB面为参考面,根据机械能守恒定律可得:
1
2
m
v2A
=2mgR+
1
2
m(
2gR
)2,求得vA=
6gR
,故A错误;
B.滑块在B点时对小圆轨道的压力为:F=m
v2
R
=6mg,故B正确;
C.设滑块在O1点的速度为v,则:v=
2g×2R
=2
gR
,在小的半圆中运动过程中,根据动能定理Wf=
1
2
m
v2A
-
1
2
mv2=mgR,故C正确;
D.增大滑块在A点的初速度,则物块在小的半圆中各个位置速度都增大,物块对半圆轨道的平均压力增大,因此克服摩擦力做的功增多,故D错误.
故选:BC.

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