如图所示,半径为R的半圆光滑轨道固定在水平地面上.A、B点在同一竖直直线上.质量为m的小球以某一速度从C点运动到A点进入

如图所示,半径为R的半圆光滑轨道固定在水平地面上.A、B点在同一竖直直线上.质量为m的小球以某一速度从C点运动到A点进入轨道,小球与水平地面间的动摩擦因数为μ.它经过最高点B飞出后又能落回到C点,AC=2R.求小球从C点开始运动时的初速度v0的大小.
想不通的人 1年前 已收到2个回答 举报

yuenyou 幼苗

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解题思路:对小球进行运动过程分析.小球先水平向左做匀减速直线运动,再做圆周运动,最后做平抛运动.
运用平抛运动规律求出B点速度.
选择某一运动过程,应用动能定理进行研究,通过已知量求出未知量.(可以选择某一过程研究,也可以选择多过程研究)要注意选取过程的总功和初末动能相对应.

设小球在B点速度为vB,根据平抛运动规律有:
竖直方向:2R=[1/2]gt2
水平方向:x=2R=vBt,
解得:vB=2R•

g
4R
对小球从A到B应用动能定理进行研究:
-mg•2R=[1/2]mvB2-[1/2]mvA2
解之得:vA2=5gR.
对CA间的运动,由动能定理得:
-2μmgR=[1/2]mvA2-[1/2]mvC2
得所求速度vC=
Rg(5+4μ)
答:小球从C点开始运动时的初速度v0的大小为
Rg(5+4μ).

点评:
本题考点: 向心力.

考点点评: 动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.
一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究.这个题目也可以应用动能定理直接研究C点到B点.

1年前

4

tata83 幼苗

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设在B点抛出的速度大小为v,因半圆轨道光滑,故A速度大小与B点相同
从C到A,设AC距离为s=2R,由能量守恒有:umgs=1/2mv^2=1/2mv0^2
B点抛出的小球,落在C点,有:h=AB=2R=1/2gt^2,s=vt=2R
由h和s的两个方程可解出v^2=gR
代入第一个方程可得,umg2R=1/2mgR=1/2mv0^2,
解得v0^2=(2u...

1年前

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