如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆轨道竖直放置在水平地面上,两个质量为m的小球A、B(直径略小于管内径),以不同速度

如图所示,半径为R、内径很小的光滑半圆轨道竖直放置在水平地面上,两个质量为m的小球A、B(直径略小于管内径),以不同速度进入管内.A通过轨道的最高点C时,对管壁恰好无弹力的作用.A、B两球落地点的水平距离为4R,求:B球在最高点C对管壁的弹力大小和方向.(两球离开管后在同一竖直面内运动)
kvein 1年前 已收到1个回答 举报

桃花水365 幼苗

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解题思路:A球到达最高点时,对管壁恰好无弹力的作用,由重力提供向心力,由牛顿第二定律求出A球在最高点速度.两球从最高点飞出后均做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由高度2R求出运动时间.水平方向做匀速直线运动,求出A球的水平位移,A、B两球落地点的水平距离为4R,求出B球的水平距离,进而求出B球在C点的速度.
根据向心力公式即可求得对管壁的压力.

(1)设A、B两球通过半圆管最高点A时的速度分别为va、vb,圆周运动知识可知:
对A球,A通过轨道的最高点C时,对管壁恰好无弹力,则mg=m
va2
R
解得:va=
gR
A、B两球通过半圆管最高点C后,做平抛运动,设运动时间为t,落地间后的间距为4R,
2R=[1/2gt2
4R=vbt-vat
解得:vb=3
gR]
对B球在C点有:
mg+F=m
vb2
R
F=8mg,方向向下
答:B球在最高点C对管壁的弹力大小为8mg,方向向下.

点评:
本题考点: 机械能守恒定律;向心力.

考点点评: 本题是向心力知识和平抛运动的综合应用,常规题,考试时不能失误.

1年前

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