如圖所示,光滑圓管形軌道AB部分平直,BC部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓,圓管截面半徑r＜＜R.有一質(zhì)量為m、半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問:

(1)若要使小球能從C端出來，初速度v0,多大?
(2)在小球從C端出來的瞬間,對管壁壓力有哪幾種典型情況？初速v0各應滿足什么條件?
（1） (2)①當N=0時,②對管壁有向上的壓力,③對管壁有向下的壓力,

試題分析：（1）當球恰好能從C端出來時，速度為零，根據(jù)機械能守恒定律求解初速度v0．
（2）以小球為研究對象，小球經(jīng)過C點時速度不同，管壁對球的作用力大小和方向不同，分析討論：當管壁對球無作用力時，在C點由重力提供小球的向心力，由牛頓第二定律求出在C點的速度，由機械能守恒定律求出初速v0．當初速度大于和小于臨界速度時，由向心力知識分析管壁對球的作用力大小和方向．
（1）當球恰好能從C端出來時，速度vC=0．根據(jù)機械能守恒定律得：，解得，所以要使小球能從C端出來，初速度
（2）在小球從C端出來的瞬間，對管壁壓力有三種典型情況：
（3）①當管壁對球無作用力時，即N=0時，，解得，根據(jù)機械能守恒定律得，解得
②當管壁對球的作用力方向向下時，球?qū)鼙诘膲毫Ψ较蛳蛏�，此時
③當管壁對球的作用力方向向上時，球?qū)鼙诘膲毫Ψ较蛳蛳拢藭r
點評：本題難度中等，對于小球在管子里的運動情形與輕桿模型類似，關鍵抓住臨界情況：小球恰好到最高點和在最高點恰好不受管壁作用力兩種情況
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，小球從靜止開始沿光滑曲面軌道AB滑下，從B端水平飛出，撞擊到一個與地面成=37°的斜面上，撞擊點為C。已知斜面上端與曲面末端B相連，若AB的高度差為h，BC間的高度差為H，則h與H的比值h/H等于：（不計空氣阻力，sin37o=0.6，cos37 o=0.8）

A. 3/4        B. 9/4        C.  4/3         D.  4/9

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列與能量有關的說法正確的是(     )
A．做平拋運動的物體在任意相等時間內(nèi)動能的變化量相等
B．做勻變速直線運動的物體，其機械能一定不守恒
C．在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動的物體，其機械能一定不守恒
D．衛(wèi)星繞地球做圓周運動的軌道半徑越大，動能越小

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

忽略空氣阻力，下列物體運動過程中滿足機械能守恒的是(        )
A．物體沿光滑斜面自由下滑
B．電梯勻速下降
C．物體沿著斜面勻速下滑
D．物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖，在光滑的水平面上有質(zhì)量相等的物塊A、B，木塊A以速度v向右運動，木塊B靜止。當A碰到B左側(cè)固接的輕彈簧后，則 （      ）

A．當彈簧壓縮最大時A的動能減少一半
B．當彈簧恢復原長時A的動能減為0
C．當彈簧恢復原長時整個系統(tǒng)不減少動能，A的動能也不減少
D．當彈簧壓縮最大時，系統(tǒng)的動能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

下列運動的物體機械能不守恒的是（   ）
A．沿圓弧勻速下滑的物體
B．在光滑曲面自由下滑的物體
C．在橢圓軌道上繞地球作周期性運動的衛(wèi)星(不考慮空氣阻力)
D．在水平面內(nèi)做勻速圓周運動的物體

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

不考慮彈性勢能時下列運動中機械能一定守恒的是
A．自由落體運動B．豎直方向上做勻變速運動
C．在豎直方向上做勻速直線運動 D．在水平面上作勻加速直線運動

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

如圖所示，小球自a點由靜止自由下落，到b點時與彈簧接觸，到c點時彈簧被壓縮到最短，若不計彈簧質(zhì)量和空氣阻力，在小球由a→b→c的運動過程中:

①小球和彈簧總機械能守恒
②小球的重力勢能隨時間均勻減少
③小球在b點時動能最大
④到c點時小球重力勢能的減少量等于彈簧彈性勢能的增加量
以上敘述正確的是（    ）
A．只有①B．只有③C．②③D．①④

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科目：高中物理 來源：不詳 題型：單選題

將一物體以速度v從地面豎直向上拋出，當運動到拋出點上方h高度時，它的動能恰好為勢能的一半.若取拋出點所在水平面為零勢能面，則這個高度h應為
A．v2／g B．v2／2gC．v2／3gD．v2／4g

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同步練習冊答案