如图所示,一半径为R的光滑半圆形轨道AB固定在水平地面上,一个质量为m的小球以某一速度从半圆形轨道的最低点A冲上轨道,当

如图所示,一半径为R的光滑半圆形轨道AB固定在水平地面上,一个质量为m的小球以某一速度从半圆形轨道的最低点A冲上轨道,当小球将要从轨道最高点B飞出时,小球对轨道的压力为3mg(g为重力加速度),求

(1)小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小;
(2)小球的落地点C离A点的水平距离.
郑培123 1年前 已收到1个回答 举报

yuzhongjingling 幼苗

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解题思路:(1)小球在B点受重力和向下的支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解加速度即可;
(2)从轨道口B处水平飞出后,小球做平抛运动,由平抛运动的规律可以求得C到A的距离.

(1)当小球在B点时由牛顿第二定律可得:N+mg=ma,
所以 3mg+mg=ma,
解得:a=4g;
(2)当小球在B点时由向心加速度的公式可得a=
vB2
R,
所以 4g=
vB2
R
解得vB=2
gR
小球从B点飞出后,做平抛运动,运动的时间是t:
由 2R=[1/2gt2
所以 t=2

R
g],
小球落地点到A点的距离:x=vBt=2
gR×2

R
g=4R
答:(1)小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小为4g;
(2)小球的落地点C离A点的水平距离为4R.

点评:
本题考点: 向心力;牛顿第二定律;平抛运动.

考点点评: 本题是牛顿第二定律、向心力公式、平抛运动规律的综合运用问题,关键理清小球的运动情况,然后分阶段列式求解.

1年前

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