如图所示:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端

如图所示:半径为R的圆弧轨道竖直放置,下端与弧形轨道相接,使质量为m的小球从弧形轨道上端无初速度滚下,小球进入圆轨道下端后沿圆轨道运动.实验表明,只要h大于一定值,小球就可以顺利通过圆轨道的最高点.(不考虑空气及摩擦阻力),若小球恰能通过最高点,则小球在最高点的速度为多大?此时对应的h多高?(重力加速度为g)
快男qq818 1年前 已收到1个回答 举报

明明白白我的爱 幼苗

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解题思路:小球恰能通过最高点,那么小球在最高点时应该是恰好是物体的重力作为物体的向心力,由向心力的公式可以求得此时的最小的速度,再由机械能守恒可以求得离地面的高度h.

小球恰能通过最高点,即小球通过最高点时恰好不受轨道的压力,重力提供向心力.由牛顿运动定律有:
mg=m
v2
R,
解得小球在最高点处的速度至少为:v=
gR,
小球由静止运动到最高点的过程中,只有重力做功.由机械能守恒定律得:
mgh=[1/2]mv2+mg•2R,
联立解得:h=2.5R.
答:为使小球顺利通过圆轨道的最高点,小球在最高点的速度至少为
gR,小球刚开始下落的高度h至少要2.5R.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 本题属于圆周运动中绳的模型,在最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力,对于圆周运动中的两种模型一定要牢牢的掌握住.

1年前

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