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能守恒定律有mgr=12mv02,得v0≤22ms,D正确.
13.凹形桥分析2015新课标全国Ⅰ22某物理小组的同学设计
了一个粗糙玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验.所用器材
f有:玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器圆弧部分的半径为R=020m.
图12
完成下列填空:
1将凹形桥模拟器静置于托盘秤上,如图12a所示,托盘秤的示
数为100kg;
2将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时,托盘秤的示数如图b
所示,该示数为___kg;
3将小车从凹形桥模拟器某一位置释放,小车经过最低点后滑向另
一侧,此过程中托盘秤的最大示数为m;多次从同一位置释放小车,
记录各次的m值如下表所示:
序号12345
mkg
181718171905550
4根据以上数据,可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为________N;小车通过最低点时的速度大小为________ms重力加速度大小取980ms2,计算结果保留2位有效数字答案214047914解析2由题图b可知托盘秤量程为10kg,指针所指的示数为140kg4由多次测出的m值,利用平均值可求m=181kg而模拟器的重
f力为G=m0g=98N,所以小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为FN
=mg-m0g≈79N;根据径向合力提供向心力,即79N-140-100
×98
04v2N=R,解得
v≈14
ms
竖直面内圆周运动类问题的解题技巧1.定模型:首先判断是绳模型还是杆模型,两种模型过最高点的临界条件不同.2.确定临界点:抓住绳模型中最高点v≥gR及杆模型中v≥0这两个临界条件.3.研究状态:通常情况下竖直平面内的圆周运动只涉及最高点和最低点的运动情况.4.受力分析:对物体在最高点或最低点时进行受力分析,根据牛顿第二定律列出方程,F合=F向.5.过程分析:应用动能定理或机械能守恒定律将初、末两个状态联系起来列方程.
1.多选如图13所示,水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中,下列说法正确的是
图13
fA.木块A处于超重状态B.木块A处于失重状态C.B对A的摩擦力越来越小D.B对A的摩擦力越来越大答案BC解析A、B一起做匀速圆周运动,合力提供向心力,加速度即向心加速度.水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中,加速度大小不变,方向指向圆心.在竖直方向有竖直向下的分加速度,因此A、B都处于失重状态,A错误,B正确;对A受力分析,加速度指向圆心,那么此过程中水平方向加速度逐渐减小,而能够提供A水平加速度的力只有B对A的摩擦r
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