道,小球到达右侧最高点的速度可以为零,由机械能守恒可得,小球进入右侧轨道后的高度仍为h,故A、C正确;轨道B右侧轨道最大高度小于h,小球运动到轨道最高点后做斜抛运动,小球到达最高点时仍有水平速度,因此,小球能到达的最大高度小于h,B不正确;轨道D右侧为圆形轨道,小球通过最高点必须具有一定速度,因此,小球沿轨道D不可能到达h高度,D错误.答案:AC三、非选择题本题共2小题,共30分11.15分2010汕尾模拟如图9所示,半径R=09m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=08m,质量m=10kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=01,不计空气阻力,取g=10ms求:
2
图91小滑块刚到达圆弧轨道的B点时对轨道的压力;2小滑块落地点距C点的距离.解析:1设小滑块运动到B点的速度为vB,圆弧轨道对小滑块的支持力为FN,由机械能守恒定律得:
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fVCM仿真实验
2011高考物理一轮复习第五章第三讲机械能守恒定律及其应用
mgR=mvB2
由牛顿第二定律得:
12
①
vB2FN-mg=mR
②
联立①②解得小滑块在B点所受支持力FN=30N由牛顿第三定律得,小滑块在B点时对轨道的压力为30N2设小滑块运动到C点的速度为vC,由动能定理得:1mgR-μmgL=mvC22解得小滑块在C点的速度vC=4ms小滑块从C点运动到地面做平抛运动水平方向:x=vCt12竖直方向:h=gt2滑块落地点距C点的距离
s=x2+h2=085m≈18m
答案:130N218m12.15分在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图10所示形状,相应的曲线方程为y=2-125coskx+π单位:m,式中k=1m将一光滑小环套在该金属杆上,并从x=0处以v03π2=5ms的初速度沿杆向下运动,取重力加速度g=10ms则当小环运动到x=m时的速度3大小是多少?该小环在x轴方向最远能运动到x轴的多少米处?
图10解析:光滑小环在沿金属杆运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,由曲线方程知,环25π2在x=0处的y坐标是-m;在x=时,y=25coskx+π=-25m选y=0处为零势233能参考平面,则有:12251mv0+mg-=mv2+mg-25,222解得:v=52ms当环运动到最高点时,速度为零,同理有:2512mv0+mg-=0+mgy222π5π解得y=0,即kx+π=π+,该小环在x轴方向最远能运动到x=m处.3265πm答案:52ms6
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