题文
(18分)如图甲,PNQ为竖直放置的半径为0.1m的半圆形轨道,在轨道的最低点P和最高点Q各安装了一个压力传感器,可测定小球在轨道内侧,通过这两点时对轨道的压力FP和FQ.轨道的下端与一光滑水平轨道相切,水平轨道上有一质量为0.06kg的小球A,以不同的初速度
与静止在轨道最低点P处稍右侧的另一质量为0.04kg的小球B发生碰撞,碰后形成一整体(记为小球C)以共同速度v冲入PNQ轨道.(A、B、C三小球均可视为质点,g取10m/s2)
(1)若FP和FQ的关系图线如图乙所示,求:当 FP="13N" 时所对应的入射小球A的初速度
为多大?
(2)当FP=13N时,AB所组成的系统从A球开始向左运动到整体达到轨道最高点Q全过程中所损失的总机械能为多少?
(3)若轨道PNQ光滑,小球C均能通过Q点.试推导FP随FQ变化的关系式,并在图丙中画出其图线.
题型:未知 难度:其他题型
答案
解析
解:(1)设A球的质量为M,B球的质量为m,
由牛顿第三定律可知,小球在P、Q两点所受轨道的弹力大小 


① (1分)
在P点由牛顿第二定律得:
② (2分)
解得
m/s (1分)
AB相碰,动量守恒得
③ (2分)
解得
m/s (1分)
(2)AB相碰所损失的机械能
④ (1分)
球C在Q点由牛顿第二定律得:
⑤ (1分)
球C从P运动至Q的过程,由动能定理得:
⑥ (2分)
联立并代入数据解得
⑨
故球C上升过程中所损失的机械能
(1分)
故整个系统在全过程中所损失的机械能
⑦ (1分)
(3)因轨道光滑,小球C由P至Q的过程中机械能守恒 
⑧ (2分)
联立①②⑤⑧得
(1分 )
即 
图线如图所示 (2分)
考点
据考高分专家说,试题“(18分)如图甲,PNQ为竖直放置的半径.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。
受力分析
受力分析:
1、物体受力分析的方法
①方法:整体法、隔离法。
②选择:所涉及的物理问题是整体与外界作用时,应用整体分析法,不必考虑内力的作用;当涉及的物理问题是物体间的作用时,要应用隔离分析法,这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序:先重力,再接触力,最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时,只分析周围物体对研究对象所施加的力;
②受力分析时,不要多力或漏力,注意确定每个力的实力物体和受力物体,在力的合成和分解中,不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力;
③如果一个力的方向难以确定,可用假设法分析;
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变,必要时根据学过的知识通过计算确定;
⑤受力分析外部作用看整体,互相作用要隔离。


