如图所示,一光滑的半径为R=0.5m的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度从轨道最低点A处冲上轨道,当小球将要从轨道口B处水平飞出时,小球对轨道的压力恰
◎ 题目
如图所示,一光滑的半径为R=0.5m的半圆形轨道固定在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度从轨道最低点A处冲上轨道,当小球将要从轨道口B处水平飞出时,小球对轨道的压力恰好为4mg.最后小球落在地面C点.(g=10m/s2),小球落地点C距A点多远? |
◎ 答案
小球在圆形轨道上做圆周运动通过最高点和最低点时,小球所受合外力提供小球圆周运动的向心力. 在B点对小球进行受力分析有: 根据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力和小球受到轨道的压力大小相等方向相反,即F=4mg 所以小球所受合力F合=F+mg=5mg 又因为合力提供小球做圆周运动的向心力即:F合=m
∴vB=
小球离开B点后做平抛运动,已知抛出点高度h=2R,初速度vB=5m/s, 根据平抛运动规律有: 小球平抛的射程为x=vB
答:小球落地点距A的水平距离为 |