高中 | 向心力 题目答案及解析

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必修2

第五章 曲线运动

5.6 向心力

向心力

如图所示,小物体位于半径为$R$的半球顶端,若给小物体以水平初速度$v_{0}$时,小物体对球顶恰好无压力,则$(\qquad)$

  

["

物体开始沿球面下滑

","

物体落地时的水平位移为$R$

","

物体的初速度为$v_{0}=\\sqrt{gR}$

","

物体着地时速度方向与地面成$45^\\circ$

"]
[["C"]]

$\rm A$项:物块对球顶恰无压力,说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力,物体离开半球顶端后将做平抛运动,故$\rm A$错误;

$\rm B$项:物体做平抛运动,由$x=v_{0}t$$R=\dfrac{1}{2}gt^{2}$$mg=m\dfrac{v_{0}^{2}}{R}$得:$x=\sqrt{2}R$,故$\rm B$错误;

$\rm C$项:物块对球顶恰无压力,物体的重力作为圆周运动的向心力,由$mg=m\dfrac{v_{0}^{2}}{R}$$v_{0}=\sqrt{gR}$,故$\rm C$正确;

$\rm D$项:落地时竖直方向上的速度$v_{y}=gt=\sqrt{2gR}$,设落地时速度与地面的夹角为$\theta$,有$\tan\theta=\dfrac{v_{y}}{v_{0}}=\sqrt{2}$,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

点晴:物块对球顶恰无压力,说明此时恰好是物体的重力作为圆周运动的向心力,物体离开半球顶端后将做平抛运动,根据平抛运动的规律分析即可求得结果。

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