Một “ vòng xiếc’’ có phần dưới được uốn thành vòng tròn có bán kính R như hình vẽ. Một vât nhỏ khối lượng m được buông ra trượt không ma sát dọc theo vòng xiếc. Tìm độ cao tối thiểu h để vật có thể trượt hết vòng tròn. ứng dụng với bán kính vòng tròn là 20 cm.

A. 60cm

B. 50cm

C. 20cm

D. 40cm

Sai B là đáp án đúng Xem lời giải

Chính xác Xem lời giải

Hãy suy nghĩ và trả lời câu hỏi trước khi xem đáp án

Môn: Vật Lý Lớp 10

Chủ đề: Năng lượng, công, công suất

Bài: Cơ năng và định luật bảo toàn cơ năng

ZUNIA12

Lời giải:

Báo sai

Chon mốc thế năng tại mặt đất

Theo định luật bảo toàn cơ năng

\(\begin{array}{l} {{\rm{W}}_A} = {{\rm{W}}_M} \Rightarrow mgh = \frac{1}{2}mv_M^2 + mg{z_M}\\ \Rightarrow \frac{1}{2}m.v_M^2 = mg\left( {{h_A} - 2R} \right)\begin{array}{*{20}{c}} {}&{\left( 1 \right)} \end{array} \end{array}\)

Mặt ta có : \(P + N = \frac{{mv_M^2}}{R} \Rightarrow N = \frac{{mv_M^2}}{R} - mg\)

Để vật vẫn chuyển động trên vòng thì

\(N \ge 0 \Rightarrow \frac{{mv_M^2}}{R} - mg \ge 0 \Rightarrow \frac{1}{2}mv_M^2 \ge \frac{{mgR}}{2}\begin{array}{*{20}{c}} {}&{\left( 2 \right)} \end{array}\)

Từ ( 1 ) và ( 2 ) ta có : \(mg\left( {h - 2R} \right) \ge \frac{{mgR}}{2} \Rightarrow h \ge 2R + \frac{R}{2} = \frac{{5R}}{2}\)

Nếu R = 20cm thì chiều cao là \(\Rightarrow h \ge \frac{{5.0,2}}{2} = 0,5m = 50cm\)

Câu hỏi liên quan

Vật đang chuyển động với vận tốc 15 m/s thì trượt lên dốc. Biết dốc dài 50m, cao 25m, hệ số ma sát giữa vật và dốc là 0,2. Lấy g = 10m/s². Quãng đường vật đi được đến khi dừng lại là bao nhiêu? Vật có lên hết dốc không?
Cho cơ hệ như hình vẽ, lò xo có khối lượng không đáng kể, một đầu cố định, một đầu tự do. Biết độ cứng của lò xo k = 200N/m và lấy g = 10m/s². Tiến hành đặt vật m =1kg vào một đầu tự do của lò xo (không gắn vào lò xo). Đẩy vật m đến vị trí để lò xo nén 8cm sau đó buông nhẹ để vật chuyển động. Độ cao cực đại mà vật m lên tới trên mặt phẳng nghiêng bằng
Một con lắc đơn có chiều dài l = 1m. Kéo cho dây treo làm với đường thẳng đứng một góc 45⁰ rồi thả tự do. Vận tốc của con lắc khi qua vị trí ứng với góc 30⁰
Một hòn bi khối lượng 20g ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 4m/s từ độ cao 1,6m so với mặt đất. Lấy g = 9,8m/s². Độ cao cực đại mà hòn bi lên được là
Một vật khối lượng 1 kg trượt không vận tốc đầu từ đỉnh A cao 20 m cảu một cái dốc xuống đến chân dốc. Vận tốc của vật tại chân dốc là 15 m/s. Lấy g = 10 m/s². Độ lớn công của lực ma sát tác dụng lên vật khi vật trượt hết dốc
Một vật nhỏ bắt đầu trượt từ đỉnh một mặt phẳng nghiêng có chiều dài 2 m, nghiêng góc 30o so với phương ngang. Biết hệ số ma sát giữa vật và mặt phẳng nghiêng là 0,1. Lấy g = 10 m/s². Tốc độ của vật khi đến chân mặt phẳng nghiêng là
Từ mặt đất, một vật được ném lên thẳng đứng với vận tốc ban đầu v₀= 10m/s. Bỏ qua sức cản của không khí . Cho g = 10m/s². Vị trí cao nhất mà vật lên được cách mặt đất một khoảng bằng :
Một viên bi khối lượng m chuyển động ngang không ma sát với vận tốc 2 m/s rồi đi lên mặt phẳng nghiêng góc nghiêng 30^o. Khi vật chuyển động được quãng đường là 0,2 m lên mặt phẳng nghiêng thì vật có vận tốc bao nhiêu.
Một vật nhỏ được treo vào đầu dưới của một sợi dây mảnh, không dãn có chiều dài 2 m. Giữ cố định đầu trên của sợi dây, ban đầu kéo cho dây treo hợp với phương thẳng đứng góc 60^o rồi truyền cho vật vận tốc bằng 2 m/s hướng về vị trí cân bằng. Bỏ qua sức cản môi trường, lấy g = 10 m/s². Độ lớn vận tốc của vật khi đi qua vị trí cân bằng là
Đại lượng nào không đổi khi một vật được ném theo phương nằm ngang?
Một vật có khối lượng 100g được ném thẳng đứng lên cao với vận tốc 8m/s từ độ cao 4m so với mặt đất. Lấy \(g = 10\left( {m/{s^2}} \right)\)

Nếu có lực cản 5N tác dụng thì độ cao cực đại mà vật lên được là bao nhiêu?
Một ván trượt dài L = 4m, khối lượng phân bố đều theo chiều dài, đang chuyển động với vận tốc v₀ = 5m/s trên mặt băng nằm ngang nhẵn ma sát không đáng kể thì gặp một dải đường nhám có ma sát đủ lớn với hệ số ma sát là \(\mu\) có chiều rộng \(\ell \) = 2m vuông góc với phương chuyển động (hình bên). Sau khi vượt qua dải nhám vẫn có vận tốc v = 3m/s. Lấy g = 10m/s². Giá trị của \(\mu\) bằng:
Cơ năng là đại lượng:
Một viên bi thép có khối lượng 100 g được bắn thẳng đứng xuống đất từ độ cao 5 m với vận tốc ban đầu 5 m/s. Khi dừng lại viên bi ở sâu dưới mặt đất một khoảng 10 cm. Bỏ qua sức cản của không khí, lấy g = 10 m/s2. Lực tác dụng trung bình của đất lên viên bi là
Cơ năng là đại lượng
Một chất điểm có khối lượng m bắt đầu trượt không ma sát từ trên mặt phẳng nghiêng xuống. Gọi α là góc của mặt phẳng nghiêng so với mặt phẳng nằm ngang. Động lượng của chất điểm ở thời điểm t có độ lớn là
Nhận xét nào sau đây là sai? Khi vật chỉ chịu tác dụng của các lực thế thì
Một vật trượt từ đỉnh của mặt phẳng nghiêng nghiêng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng AB, sau đó tiếp tục trượt trên mặt phẳng nằm ngang BC như hình vẽ với AH= 0,1m, BH=0,6m. hệ số ma sát trượt giữa vật và hai mặt phẳng là \(\mu = 0,1.\)Tính vận tốc của vật khi đến B.
Một vật nặng nhỏ m chuyển động từ đỉnh A có độ cao 3m theo mặt phẳng nghiêng AB, sau đó chuyển động thẳng đứng lên trên đến C có độ cao 4m. Bỏ qua mọi ma sát, lấy g = 10m/s². Tính vận tốc ban đầu của vật tại A và B.
Ba quả bóng được ném đi từ cùng một độ cao với vận tốc đầu có cùng độ lớn nhưng theo ba hướng khác nhau: 1. lên cao; 2. nằm ngang; 3. xuống thấp. Nếu gọi vận tốc của ba quả bóng ngay trước khi chạm đất là v₁, v₂, v₃ và bỏ qua sức cản của không khí thì