如图所示,位于竖直平面内的[1/4]圆弧光滑轨道,半径为R=0.45m,轨道的最低点B的切线沿水平方向,轨道上端A距水平

如图所示,位于竖直平面内的[1/4]圆弧光滑轨道,半径为R=0.45m,轨道的最低点B的切线沿水平方向,轨道上端A距水平地面高度为H=0.90m.质量为m =1kg的小球(可视为质点)从轨道最上端A点由静止释放,经轨道最下端B点水平飞出,最后落在水平地面上的C点处,若空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球运动到B点时的速度;
(2)小球运动到B点时,轨道对它的支持力;
(3)小球落地点C与B点的水平距离x.
小小cocojay 1年前 已收到1个回答 举报

稀吾 幼苗

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解题思路:(1)小球由A→B过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律求解小球运动到B点时的速度;
(2)根据牛顿第二定律,由向心力公式列式求解轨道对它的支持力;
(3)小球从B点抛出后做平抛运动,根据平抛运动的位移公式求解.

(1)小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒,设在B点的速度为vB,根据机械能守恒定律有:
mgR=[1/2]mvB2
解得:vB=
2gR=
2×10×0.45m/s=3m/s
(2)设小球在B点时所受轨道的支持力为FN,对小球在B点根据牛顿第二定律有:
FN-mg=m

v2B
R
联立可解得:FN=m

v2B
R+mg=1×([9/0.45]+10)N=30N
(3)小球离开B点后做平抛运动.
沿竖直方向有H-R=[1/2]gt2
沿水平方向有x=vBt
联立解得:x=vB×

2×(H−R)
g=3×

2×(0.90−0.45)
10m=0.9m
答:
(1)小球运动到B点时的速度为3m/s;
(2)小球运动到B点时,轨道对它的支持力为30N;
(3)小球落地点C与B点的水平距离x为0.9m.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;平抛运动.

考点点评: 本题关键对两个的运动过程分析清楚,然后选择机械能守恒定律和平抛运动规律列式求解.

1年前

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