如图所示,在倾角为θ =30°的光滑斜面ABCD上,有一长为l=0.4m的细线

如图所示,在倾角为θ =30°的光滑斜面ABCD上,有一长为l=0.4m的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离SOE=L=1.4m,重力加速度g=l0m/s2,求:

  (1)小球通过最高点a时的速度va多大?

  (2)若小球运动到圆周最低点b点时细线断裂,小球落到斜面底边时经过了D点,则DE间距等于多少?

答案

解析:

(1) 小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,则小球通过a点时细线的拉力为零,根据牛顿第二定律

     (3分)

解得m/s      (1分)

2)小球从a点运动到b点,根据机械能守恒定律

   (3分)

解得 m/s  

小球运动到b点时细线断裂,小球在斜面上作类平抛运动,在平行于底边方向做匀速运动,在垂直于底边方向做初速为零的匀加速度运动

          (1分)

        (1分)

    (1分)

联立③④⑤⑥解得 2m    ( 2分)

【命题思想】考查圆周运动规律、类平抛运动规律、机械能守恒定律的综合应用.

说明:本题考查斜面上圆周运动的最高点和最低点,属于高考中擦边球问题,即处于高考中超纲或不超纲的临界点,在考试中是可以涉及的。如考后老师有此疑问,可作如此解释。

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