一,曲线运动的特点(由运动找轨迹的问题)
1.(改编题)如图4-19所示,在一次抗洪救灾工作中,一架离水面高为H,沿水平直线飞行的直升飞机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B,在直升飞机A和伤员B以相同的水平速率匀速运动的
2同时,悬索将伤员吊起.设经t时间后,A、B之间的距离为l,且l=H-2t.则在这段时间内关于伤员B
的受力情况和运动轨迹正确的是下列哪个图( A ).
二,圆周运动的规律(最高点最低点力的特点)
2 (改编题)如图4-17所示是游乐场中过山车的原理图.在原理图中半径分别为R1=2.0 m和R2=8.0 m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为α的斜轨道面上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接,且轨道光滑.现使小车(视做质点)从P点以一定的初速度沿斜面向下运动.若小车在通过第一个圆形轨道的最高点A处时对轨道压力为其重力的3倍,则小车能否安全通
2过第二个圆形轨道的最高点?(取g=10 m/s).
v2
解析 小车通过A点时,根据牛顿运动定律及向心力公式得:mg+3mg=m R1
可得v=gR1.小车恰能通过第二个圆形轨道最高点的临界条件是小车重力提供向
v2
min心力,即有:mg=mR2=4R1,得vmin=2gR1,所以小车能通过B点的最小R2
速度应为2gR1.小车在运动过程中,由于没有摩擦力,所以机械能守恒,即小车
到B点时的速度与到达A点时的速度相等,均为gR1,恰满足临界条件,因此小车恰好能通过最高点B,即小车能安全通过第二个圆形轨道的最高点.
3.如图8-3-28所示,ABC为竖直平面内的光滑绝缘轨道,其中AB为倾斜直轨道,BC为与AB相切的圆形轨道,并且圆形轨道处在匀强磁场中,磁场方向垂直纸面向里.质量相同的甲、乙、丙三个小球中,甲球带正电、乙球带负电、丙球不带电.现将三个小球在轨道AB上分别从不同高度处由静止释放,都恰好通过圆形轨道的最高点,则( )
A.经过最高点时,三个小球的速度相等
B.经过最高点时,甲球的速度最小
C.甲球的释放位置比乙球的高
D.运动过程中三个小球的机械能均保持不变
mv2mv2mv2
123解析:三个小球在运动过程中机械能守恒,对甲有qv1B+mg=,对乙有mg-qv2B=对丙有mgrrr
可判断A、B错,C、D对;选C、D.本题中等难度.答案:CD
4 2009年是中华人民共和国成立60周年,某学校物理兴趣小组用空心透明塑料管制作了如图4所示的竖直“60”造型.两个“0”字型的半径均为R.让一质量为m,直径略小于管径的光滑小球从入口A处射入,依次经过图中的B、C、D三点,最后从E点飞出.已知BC是“0”字型的一条直径,D点是该造型最左侧的一点,当地的重力加速度为g,不计一切阻力,则小球在整个运动过程中 (BD )
A.在B、C、D三点中,距A点位移最大的是B点,路程最大的是D点
B.若小球在C点对管壁的作用力恰好为零,则在B点小球对管壁的压力大小为6mg
C.在B、C、D三点中,瞬时速率最大的是D点,最小的是C点
D.小球从E点飞出后将做匀变速运动