如图所示,一个[3/4]圆弧轨道固定在水平地面上,半径为R,轨道由金属圆管制成,可视为光滑轨道.在轨道右侧的正上方将金属

如图所示,一个[3/4]圆弧轨道固定在水平地面上,半径为R,轨道由金属圆管制成,可视为光滑轨道.在轨道右侧的正上方将金属小球B由静止释放,求
(1)若使小球能到达圆弧轨道最高点,则小球释放点距离地面至少多高?
(2)若小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处,则小球释放点距离地面的多高?
千里共婵娟zhao 1年前 已收到1个回答 举报

lovebox930 幼苗

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解题思路:(1)小球在圆弧轨道能到达最高点时,在最高点的速度满足v≥0,根据动能定理或机械能守恒求解释放点高度即可;
(2)小球离开最高点做平抛运动,根据平抛运动知识求得小球在最高点的速度,再由动能定理求得小球释放点距地面的高度即可.

(1)小球恰好到达最高点可知,小球在最高点时的速度满足v≥0,根据动能定理有:
mgh=mg2R+
1
2mv2
可得h=2R+
v2
2g
所以释放点高度至少为2R;
(2)小球离开最高点后做平抛运动,落到右端开口可知,
平抛运动在水平方向的位移
x=R=vxt
平抛运动在竖直方向位移
y=R=[1/2gt2
由此可得小球在最高点的速度xx=
R
t=
R


2R
g=

2gR
2]
由(1)问可知,小球释放点高度
h=2R+

v2x
2g=2R+

1
2gR
2g=
9R
4
答:(1)若使小球能到达圆弧轨道最高点,则小球释放点距离地面至少为2R;
(2)若小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处,则小球释放点距离地面高为[9R/4].

点评:
本题考点: 向心力.

考点点评: 本题考查了圆周运动和平抛运动的综合,知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律以及圆周运动向心力的来源是解决本题的关键.

1年前

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