如图所示,一光滑的半径为R的圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,小球对轨道的压力恰好为零,则小球落地点C距A处多远?落地时
问题描述:
如图所示,一光滑的半径为R的圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口飞出时,小球对轨道的压力恰好为零,则小球落地点C距A处多远?落地时速度多大?
答
小球对轨道的压力为零,根据牛顿第二定律得,
mg=m
,vB2 R
解得vB=
,
gR
根据2R=
gt2,s=vBt,1 2
联立两式解得s=2R.
落地时的竖直分速度vy=
=2
2g•2R
,
gR
根据平行四边形定则知,落地的速度v=
=
vB2+vy2
=
gR+4gR
.
5gR
答:小球落地点C距A处为2R,落地时速度为
.
5gR