如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从...

问题详情:

如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从最低点算起运动一圈又回到最低点的过程中,两次在最低点时筒壁对小球的*力大小分别为10mg和8mg.设小球在该过程中克服摩擦力做的功为W,经过最高点时筒壁对小球的*力大小为F,则

如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从...

A.W=2mgR               B.W=mgR                 C.3mg<F<4mg          D.2mg<F<3mg

【回答】

BD

【分析】

做圆周运动的物体的向心力由合外力来提供,结合整个过程中能量守恒的思想,分析摩擦力在上升和下降过程中等高处的大小关系(滑动摩擦力的影响因素)来分析上升和下降过程摩擦力做功的大小关系,以及取值范围的问题用极端思想

【详解】

AB.小球沿筒壁做圆周运动,先后两次在最低点受到筒壁对小球的*力大小分别为10mg和8mg,对小球进行受力分析,先后两次所受的合外力分别为9mg和7mg,方向指向圆心.设小球先后两次经过最低点得速率分别为如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第2张如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第3张,根据合外力提供做圆周运动的向心力得:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第4张如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第5张; 小球在整个过程中,由动能定理得:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第6张;综合上面几个式子解得 W=mgR,故A错B对;

CD.由于小球在筒壁上运动时受到滑动摩擦力,在粗糙程度相同得情况下,小球对筒壁得压力越大,摩擦力就越大;小球运动一周得过程中,因克服摩擦力做功,使得小球机械能减小,在上升和下降过程中等高处,上升时摩擦力较大,而下降时的摩擦力较小,则上升时克服摩擦力做功如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第7张,下降时小于如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第8张;设小球上升到最高点时的速度为如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第9张,筒壁对小球的*力满足:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第10张,再由能量守恒:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第11张,解得如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第12张;小球上升到最高点时的速度为如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第13张,筒壁对小球的*力满足:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第14张,假设小球到达最高点时克服摩擦力做功为W=mgR,由能量守恒:如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第15张,解得如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第16张,实际上小球下落时也要克服摩擦力做功,因而上升过程中克服摩擦力做功小于W的,则有如图所示,一内壁粗糙程度相同、半径为R的圆筒固定在竖直平面内,圆筒内一质量为m的小球沿筒壁做圆周运动.若小球从... 第17张,故C错D对

故选BD

【点睛】

此题考查知识点综合*强而且非常灵活,需要对所学知识有很好的掌握,如谁来提供向心力;滑动摩擦力的影响因素及做功问题;能量守恒的思想的运用;特殊条件下的取值范围问题等

知识点:向心力

题型:选择题