如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置,M是半径为R=1.0m的固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平.N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径r=0.44m的14圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点.M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到曲面N的某一点上,取g=10m/s2.则钢球刚进入轨道时,初动能是EK0=______J;钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是t=______s.
问题描述:
如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置,M是半径为R=1.0m的固定于竖直平面内的
光滑圆弧轨道,轨道上端切线水平.N为待检验的固定曲面,该曲面在竖直面内的截面为半径r=1 4
m的
0.44
圆弧,圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点.M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪,可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠,假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点,水平飞出后落到曲面N的某一点上,取g=10m/s2.则钢球刚进入轨道时,初动能是EK0=______J;钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是t=______s.1 4
答
知识点:根据重力恰好提供向心力求解出最高点速度是突破口,然后根据机械能守恒定律和平抛运动的分位移公式列式是关键.
(1)设钢球的轨道M最高点的速度为v,在M的最低端速度为v0,则在最高点,由题意得mg=mv2R…①从最低点到最高点,由机械能守恒定律得:12mv02=mgR+12mv2…②由①②得:v0=3gR…③初动能是EK0=12mv02=32×0.01×10...
答案解析:(1)在M轨道最高点,重力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程求解最高点速度,然后根据机械能守恒定律列式求解;
(2)根据平抛运动的分位移公式和合位移公式求出时间.
考试点:机械能守恒定律;平抛运动;向心力.
知识点:根据重力恰好提供向心力求解出最高点速度是突破口,然后根据机械能守恒定律和平抛运动的分位移公式列式是关键.