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精英家教網在軌道上穩定運行的空間站中,物體處于完全失重狀態,有如圖所示的裝置,半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道固定在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一質量為m小球以初速度v0先滑上甲軌道,通過粗糙的CD段,CD段長度為L,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,小球經過乙軌道最高點時對軌道的壓力為
 
分析:該裝置處于穩定運行的空間站中,處于完全失重狀態,所以小球對水平軌道的壓力為0.在圓軌道中運動,靠軌道的壓力提供向心力.小球在完全失重情況下運動,在圓軌道和直軌道上速度的大小都不變.
解答:解:在空間站中的物體處于完全失重狀態,小球對水平軌道CD的壓力為零,小球經過CD段時不受摩擦力,不需要克服摩擦力做功,在整個過程中小球速度保持不變,在乙軌道的最高點,軌道的彈力提供小球做圓周運的向心力,由牛頓第二定律得:軌道對球的支持力:F=
m
v
2
0
R
,由牛頓第三定律得:球對軌道的壓力:F′=F=
m
v
2
0
R

故答案為:
m
v
2
0
R
點評:解決本題的關鍵知道小球處于完全失重狀態,在直軌道上不受摩擦力,做勻速直線運動,在圓軌道上做勻速圓周運動.
練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

(2011?上海模擬)在軌道上穩定運行的空間站中,有如圖所示的裝置,半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過粗糙的CD段,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,那么下列說法正確的是(  )

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科目:高中物理 來源: 題型:

在軌道上穩定運行的空間站中,有如圖所示的裝置,半徑分別為r和R(R>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道固定在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過粗糙的CD段,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,那么下列說法正確的是(  )

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科目:高中物理 來源:2011年浙江省高三第一學期期中考試物理卷 題型:選擇題

在軌道上穩定運行的空間站中,有如圖所示的裝置,半徑分別為rRR>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道固定在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過粗糙的CD段,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,那么下列說法正確的是(   )

A.小球在CD間由于摩擦力而做減速運動

B.小球經過甲軌道最高點時比經過乙軌道最高點時速度大

C.如果減少小球的初速度,小球有可能不能到達乙軌道的最高點

D.小球經過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經過乙軌道最高點時對軌道的壓力

 

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科目:高中物理 來源:2012屆度浙江省溫州市高三第一學期期末八校聯考物理卷 題型:選擇題

在軌道上穩定運行的空間站中,有如圖所示的裝置,半徑分別為rRR>r)的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上,軌道之間有一條水平軌道CD相通,宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道,通過粗糙的CD段,又滑上乙軌道,最后離開兩圓軌道,那么下列說法正確的是(   )

A.小球在CD間由于摩擦力而做減速運動

B.小球經過甲軌道最高點時比經過乙軌道最高點時速度大

C.如果減少小球的初速度,小球有可能不能到達乙軌道的最高點

D.小球經過甲軌道最高點時對軌道的壓力大于經過乙軌道最高點時對軌道的壓力

 

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