如图所示,ABC为一细圆管构成的34圆轨道,将其固定在竖直平面内,轨道半径为R(比细圆管的半径大得多),OA水平,OC竖直,最低点为B,最高点为C,细圆管内壁光滑.在A点正上方某
◎ 题目
如图所示,ABC为一细圆管构成的
(1)若小球经过C点时恰与管壁没有相互作用,求小球经过C点时的速度大小; (2)若小球刚好能到达轨道的最高点C,求小球经过最低点B时的速度大小和轨道对小球的作用力大小; (3)若小球从C点水平飞出后恰好能落回到A点,求小球刚开始下落时距离A点的高度. |
◎ 答案
(1)设通过C点时小球速度为vc, 小球与管壁没有相互作用,则重力充当向心力,即:mg=
解得:vc=
(2)小球恰好通过C点,故小球通过C点的速度为零, 对小球由B到C的过程根据动能定理,有:0-
又由小球经过B点时,由牛顿第二定律:FN-mg=
①②联立可得:vB=2
(3)小球从C点飞出后做平抛运动, 竖直方向:R=
水平方向:R=vc′t 解得:vc′=
由初末机械能守恒可得:mg(h-R)=
解得:h=
答:(1)若小球经过C点时恰与管壁没有相互作用,小球经过C点时的速度大小为 |