23.如圖所示，位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道，由一段斜的直軌道和與之相切的圓形軌道連接而成，圓形軌道的半徑為R。一質(zhì)量為m的小物塊從斜軌道上某處由靜止開始下滑，然后沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)。要求物塊能通過圓形軌道最高點(diǎn)，且在該最高點(diǎn)與軌道間的壓力不能超過5mg（g為重力加速度）。求物塊初始位置相對(duì)于圓形軌道底部的高度h的取值范圍。

設(shè)物塊在圓形軌道最高點(diǎn)的速度為v，由機(jī)械能守恒定律得
mgh＝2mgR+mv2                  ①
物塊在最高點(diǎn)受的力為重力mg、軌道的壓力N。重力與壓力的合力提供向心力，有
mg+N＝m                                 ②
物塊能通過最高點(diǎn)的條件是
N≥0                                          ③
由②③式得
v≥                                       ④
由①④式得
h≥R                                        ⑤
按題的需求，N≤5mg，由②式得
v≤                                      ⑥
由①⑥式得
h≤5R                                          ⑦
h的取值范圍是
R≤h≤5R                                     ⑧

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，位于豎直平面上的1/4圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，圓弧軌道上端A點(diǎn)距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)靜止釋放（球達(dá)B點(diǎn)水平速度大小等于球由O點(diǎn)自由釋放至B點(diǎn)速度大小），最后落在地面C處，不計(jì)空氣阻力，（ g=10m/s2）求：
（1）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大；
（2）小球落地點(diǎn)C與B的水平距離s為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，位于豎直平面上的1/4圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，圓弧軌道上端A距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A靜止釋放，最后落在地面C點(diǎn)處，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大？?
（2）小球落地點(diǎn)C與B的水平距離S為多少？?

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，位于豎直平面上的
1
4
圓弧軌道光滑，半徑為R，OB沿豎直方向，上端A距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止釋放，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為
2gR
，最后落在地面上C點(diǎn)處，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的加速度為多大，對(duì)軌道的壓力多大．
（2）小球落地點(diǎn)C與B點(diǎn)水平距離為多少．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，位于豎直平面上的1/4圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，上端A距地面高度為H，質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)由靜止釋放，最后落在地面上C點(diǎn)處，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）小球在B點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）小球剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大？
（3）小球落地點(diǎn)C與B點(diǎn)水平距離為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，位于豎直平面上的
1
4
圓弧光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，上端A距地面高度為H=2R，質(zhì)量為m的小球1從A點(diǎn)由靜止釋放，與在B點(diǎn)質(zhì)量為M的小球2正碰，小球1被反彈回
R
2
處，小球2落在水平地面上C點(diǎn)處，不計(jì)空氣阻力，求：
（1）小球1再次運(yùn)動(dòng)到軌道上的B點(diǎn)時(shí)，對(duì)軌道的壓力多大？
（2）小球落地點(diǎn)C與B點(diǎn)水平距離S是多少？

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