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高中 | 向心力题目答案及解析如下,仅供参考!
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$45^\\circ$角
"]$\rm A$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$x=v_{0}t$,$R=\dfrac{1}{2}gt^{2}$和$mg=m\dfrac{v_{0}^{2}}{R}$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$mg=m\dfrac{v_{0}^{2}}{R}$得$v_{0}=\sqrt{gR}$,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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