如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的正方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,de...
问题详情:
如图所示,M为固定在水平桌面上的有缺口的正方形木块,abcd为半径是R的光滑圆弧形轨道,a为轨道的最高点,de面水平且长度也为R,将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放,让其自由下落到d处沿切线进入轨道内运动,不计空气阻力,则( )
A.只要h大于r,释放后小球就能通过a点
B.只要改变h的大小,就能使小球通过a点后,既可能落回轨道内,又可能落到de面上
C.无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内
D.调节h的大小,不能使小球飞出de面之外(即e的右侧)
【回答】
解:A、小球恰能通过a点的条件是小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律:
mg=m
解得:v=
根据动能定理:mg(h﹣R)=mv2
得:h=1.5R
可知只有满足h≥1.5R,释放后小球才能通过a点,故A错误;
BCD、小球离开a点时做平抛运动,用平抛运动的规律,
水平方向的匀速直线运动:x=vt
竖直方向的自由落体运动:R=gt2,
解得:x=R>R,故无论怎样改变h的大小,都不可能使小球通过a点后落回轨道内,小球将通过a点不可能到达d点.只要改变h的大小,就能改变小球到达a点的速度,就有可能使小球通过a点后,落在de之间或之外.故BD错误,C正确.
故选:C.
知识点:动能和动能定律
题型:选择题