如图所示,一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道,管道里有一个直径略小于管道内径的小球,小球在管道内做圆周运动,从B点脱离后做平抛运动,经过0.3s后又恰好垂直与倾角为的斜面相碰,已知半圆形管道的半径为R=1m,小球可看做质点且其质量为m=1kg,g取10m/s2,则( )
A.小球经过B点时的速率为3m/s
B.小球经过B点时的速率为3m/s
C.小球经过B点时,受到管道的作用力FN=1N,方向向上
D.若改变小球进入管道的初速度使其恰好到达B点,则在B点时小球对管道的作用力为10N
ACD
【详解】
AB.小球垂直撞在斜面上,可知到达斜面时竖直分速度
vy=gt=10×0.3m/s=3m/s
根据平行四边形定则知
解得小球经过B点的速度
vB=vy=3m/s
故A正确,B错误
C.在B点,根据牛顿第二定律得
解得轨道对小球的作用力
可知轨道对小球的作用力方向向上,大小为1N,故C正确;
D、若小球恰好到达B点,可知B点的速度为零,此时轨道对小球的作用力等于小球的重力即10N,故D正确。
故选ACD。
弯道的情况:
火车转弯情况:外轨略高于内轨,使得所受重力和支持力的合力提供向心力,以减少火车轮缘对外轨的压力。
①当火车行使速率v等于v规定时,F合=F向心,内、外轨道对轮缘都没有侧压力;
②当火车行使速率v大于v规定时,F合<F向心,外轨道对轮缘都有侧压力;
③当火车行使速率v小于v规定时,F合>F向心,内轨道对轮缘都有侧压力。
对弯道问题的处理方法:
①、确定物体运动平面,圆心,半径。
②、受力分析,确定向心力的大小。
③、由向心力得到其它的各个物理量。
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