如图所示,甲、乙两球位于同一高度,相距L=0.8m,甲球以v1=1m/s向着乙球平抛,同时乙球在外力的控制下在竖直平面内做匀速圆周运动,甲球平抛运动的竖直面与乙球圆周运动的竖

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 平抛运动/2022-09-19 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,甲、乙两球位于同一高度,相距L=0.8m,甲球以v1=1m/s向着乙球平抛,同时乙球在外力的控制下在竖直平面内做匀速圆周运动,甲球平抛运动的竖直面与乙球圆周运动的竖直面垂直,且甲球恰好碰到了乙球.已知两球质量均为m=0.5kg,不计空气阻力,取g=10m/s2,求:
(1)甲球碰到乙前瞬间甲球的速度.
(2)乙球圆周运动的转速n.
(3)甲球碰到乙球前乙球所受外力的最小值.(结果保留整数)

◎ 答案

(1)设碰撞时速度为v,圆周运动的半径为r,对于甲球的运动,由动能定理得:
2mgr=
1
2
mv2-
1
2
mv21
…①
对于甲球的平抛运动,设时间为t,水平方向:
L=v1t…②
竖直方向:2r=
1
2
gt2…③
联立①②③可得,v=

v21
+
g2L2
v21

(2)考虑乙的周期性,甲球运动时间内转动的圈数为
1
2
的整数倍,故乙球圆周运动的转速为:
n=
N
2
t
=
N
2t
=
Nv1
2L
…④(N为正整数)
(3)甲球碰到乙球前乙球在最低点,当转速最小时,即N=1时乙球所受外力的最小,由牛顿第二定律即可得:
F=mr(2πn)2…⑤
联立②③④⑤得:F=
π2mg
4
=
3.142×0.5×10
4
N≈12N
答:(1)甲球碰到乙前瞬间甲球的速度

v21
+
  • 最新内容
  • 相关内容
  • 网友推荐
  • 图文推荐
如图所示,长为2m的不可伸长的轻绳一端系于固定点O,另一端系一质量m=100g的小球,将小球从O点正下方h=0.4m处水平向右抛出,经一段时间绳被拉直,拉直绳时绳与竖直方向的夹
如图所示,长为2m的不可伸长
篮球比赛时,为了避免对方运动员的拦截,往往采取将篮球与地面发生一次碰撞后传递给队友的方法传球。设运动员甲以=5m/s的水平速度将球从离地面高h1=0.8m处抛出,球与地面碰
篮球比赛时,为了避免对方运
关于摩擦力,下列说法错误的是[]A.鞋底上的花纹是为了增大鞋底与地面间的摩擦力B.钢丝钳的钳口做得较粗糙是为了增大摩擦力C.缝衣针的表面做得很光滑是为了减少摩擦力D.矿泉水
关于摩擦力,下列说法错误的
某同学在砖墙前的高处水平抛出一石子,石子在空中的照片如图所示。从照片上可以看出石子恰好垂直打在一倾角为300的斜坡上A点。已知每块砖的平均厚度为6cm,抛出点到A点的竖直
某同学在砖墙前的高处水平抛
如图所示,物体甲从高H处以速度v1平抛,同时物体乙从距甲水平方向距离x处由地面以速度v2竖直上抛,不计空气阻力,两个物体在空中某处相遇,下列叙述中正确的是[]A.从抛出到相
如图所示,物体甲从高H处以速