如图所示,竖直平面内的[3/4]圆弧形光滑轨道,轨道半径为R,A端与圆心等高,AD为水平面,B点在圆心的正下方,一小球m

如图所示,竖直平面内的[3/4]圆弧形光滑轨道,轨道半径为R,A端与圆心等高,AD为水平面,B点在圆心的正下方,一小球m自A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入轨道,小球巧好能够通过最高点C,求:
(1)小球到B点时的速度vB
(2)释放点距A的竖直高度h;
(3)落点D与A的水平距离s.
zcan 1年前 已收到1个回答 举报

往事也快乐_ww 幼苗

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解题思路:(1)小球恰能通过最高点C时,对轨道的压力为0,重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求出C点的速度,从B点到C点运用动能定理,根据动能定理求出小球到B点时的速度vB
(2)从释放点到B点,运用动能定理列式,即可求得释放点距A的竖直高度h;
(3)小球离开C点做平抛运动,高度决定时间,根据时间和C点的速度求出水平距离.

(1)小球恰好能够通过最高点C,在C点由重力提供向心力 mg=m

v2C
R
从B到C:-mg2R=[1/2]mvC2-[1/2]mvB2
解得:vB=
5gR
(2)出发点到B由动能定理得:mg(h+R)=[1/2]mvB2
解得:h=[3/2]R
(3)设小球到达最高点的速度为vC,从C到D,作平抛运动:s+R=vCt
R=[1/2]gt2
由此可解得:s=(
2-1)R
答:(1)小球到B点时的速度vB
5gR.(2)释放点距A的竖直高度h为[3/2]R;(3)落点D与A的水平距离s为(
2-1)R.

点评:
本题考点: 向心力;自由落体运动;平抛运动.

考点点评: 解决本题的关键知道球到达B点时对轨道的压力为0,有mg=mv2R,以及能够熟练运用动能定理.

1年前

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