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如图所示,小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道,已知轨道的半径为R,小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力.请求出:(1)小球到达轨道最高点时的

网友投稿  2022-09-19 00:00:00  互联网

◎ 题目

如图所示,小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道,已知轨道的半径为R,小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力.请求出:
(1)小球到达轨道最高点时的速度为多大?
(2)小球落地时距离A点多远?落地时速度多大?
魔方格

◎ 答案

(1)根据牛顿第三定律,小球到达轨道的最高点时受到轨道的支持力N等于小球对轨道的压力N‘,则:N=mg,
由题意可知小球在最高点时,有:N+mg=m
v2
R

解得小球到达轨道最高点时的速度大小为:v=

2gR

(2)小球离开轨道平面做平抛运动:h=2R=
1
2
gt2

即平抛运动时间:t=

4R
g

所以小球落地时与A点的距离:x=vt=

2gR
?

4R
g
=2

2
R

落地时竖直方向分速度vy,有:
v2y
=2g?2R=4gR

落地时水平方向分速度vx,有:vx=v=

2gR

所以小球落地时速度大小为:vt=

v2x
+
v2y
=

2gR+4gR
=

6gR

答:(1)小球到达轨道最高点时的速度为

2gR

(2)小球落地时距离A点2

2
R
,落地时速度为

6gR

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道,已知轨道的半径为R,小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力.请求出:(1)小球到达轨道最高点时的…”主要考查了你对  【平抛运动】,【牛顿第三定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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