如图所示,从光滑的14圆弧槽的最高点滑下的小滑块,滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球底面为水平,若要使小物块滑出槽口后不再沿半球面下滑,已知圆弧轨道半径为R1,半球半径为R2,则R1和R2应满足的关系是(  )A. R1≥R22B. R1≤R22C. R1≥R2D. R1≤R2

问题描述:

如图所示,从光滑的

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圆弧槽的最高点滑下的小滑块,滑出槽口时速度方向为水平方向,槽口与一个半球顶点相切,半球底面为水平,若要使小物块滑出槽口后不再沿半球面下滑,已知圆弧轨道半径为R1,半球半径为R2,则R1和R2应满足的关系是(  )
A. R1
R2
2

B. R1
R2
2

C. R1≥R2
D. R1≤R2

滑块沿光滑的

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圆弧槽下滑过程,只有重力做功,机械能守恒,有
mgR1=
1
2
mv22  ①
要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,即做平抛运动,则
mg≤m
v2
R2
  ②
由①②解得:R1
R2
2

故选:A.
答案解析:滑块沿光滑的
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圆弧槽下滑过程,只有重力做功,根据机械能守恒定律列式;若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑,即做平抛运动,则重力不足以提供滑块绕半球运动所需的向心力.
考试点:向心力.

知识点:本题关键根据机械能守恒定律列式,同时要注意在最低点,重力不足于提供绕半球运动所需的向心力.