如图所示,竖直平面内的[3/4]圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O的正上方,一个小球在A点

如图所示,竖直平面内的[3/4]圆弧形光滑轨道半径为R,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点在O的正上方,一个小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰能到达B点.求:

(1)释放点距A点的竖直高度;
(2)落点C与A点的水平距离.
悲伤的蒲公英 1年前 已收到1个回答 举报

B-angel_dd 幼苗

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解题思路:(1)小球恰能到达B点,知小球到达B点时对轨道的压力为0,重力提供向心力,mg=m
vB2
R]求出B点的速度,从释放点到B点运用动能定理,根据动能定理求出释放点距离A点的高度.
(2)小球离开B点做平抛运动,高度决定时间,根据时间和B点的速度求出水平距离.

(1)小球恰能到达B点,知小球到达B点时对轨道的压力为0,重力提供向心力,
mg=m
vB2
R①
从释放点到B点运用动能定理得:
mg(h-R)=
1
2mvB2②
由①②解得:h=[3/2R
(2)小球离开B点做平抛运动,
根据R=
1
2gt2
得:t=

2R
g]
所以落点C与A点的水平距离x=vBt=(
2−1)R
答:(1)释放点距A点的竖直高度为[3/2R;
(2)落点C与A点的水平距离为(
2−1)R.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;平抛运动.

考点点评: 解决本题的关键知道球到达C点时对轨道的压力为0,有mg=mvB2R,以及能够熟练运用动能定理.

1年前

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