如图所示,小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时消除外力.然后,小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C,到

问题描述:

如图所示,小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时消除外力.然后,小球冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处.试求:

(1)小球运动到C点时的速度;
(2)A、B之间的距离.

(1)小球恰好经过C点,在C点重力提供向心力,则有
mg=m

vC2
R

解得:vC
gR

(2)小球从C到A做平抛运动,则有:
2R=
1
2
gt2

解得:t=
2×2R
g
4R
g

则A、B之间的距离x=vCt=
gR
4R
g
=2R

答:(1)小球运动到C点时的速度为
gR

(2)A、B之间的距离为2R.