综合题9.0分
物理

如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。已知h=2 m,s= m。取重力加速度大小g=10 m/s2



22.一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;

23.若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,则在bc上只受重力,做平抛运动,则有:

 ①

则在b点的速度  ②,

从a到b的过程中,根据动能定理得: ③

解得:

解题思路

当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,则在bc上只受重力,做平抛运动,根据平抛运动基本公式求出b点速度,再根据动能定理求解R;

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

从b点下滑过程中,初速度为零,只有重力做功,b到c的过程中,根据动能定理得:

 ④

因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等,设为θ,则根据平抛运动规律可知  ⑤,

根据运动的合成与分解可得 ⑥

由①②③④⑤⑥解得:

考查方向

本题考查了平抛运动知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与运动的合成与分解等知识点交汇命题。

解题思路

下滑过程中,初速度为零,只有重力做功,b到c的过程中,根据动能定理列式,根据平抛运动基本公式求出c点速度方向与竖直方向的夹角,再结合运动的合成与分解求解。

易错点

本题的关键是能正确分析物体的受力情况和运动情况,特别抓住当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,分析出表达的隐含条件。