如图所示,ABC是光滑的轨道,其中AB是水平的,BC为竖直平面内的半圆,半径为R,且与AB相切.质量m的小球在A点以初速度v0沿轨道的内侧到达最高点C,并从C点飞出落在水平地面上.已知当地的重力加速度为g,求:(1)小球运动到C点的速度为多大?(2)小球在C点受到轨道的压力为多大?(3)小球落地点到B点的距离为多大?
问题描述:
如图所示,ABC是光滑的轨道,其中AB是水平的,BC为竖直平面内的半圆,半径为R,且与AB相切.质量m的小球在A点以初速度v0沿轨道的内侧到达最高点C,并从C点飞出落在水平地面上.已知当地的重力加速度为g,求:
(1)小球运动到C点的速度为多大?
(2)小球在C点受到轨道的压力为多大?
(3)小球落地点到B点的距离为多大?
答
从A到C的过程中运用动能定理得:12mvC2-12mv02=-mg2R解得:vc=v20-4Rg(2)在C点根据向心力公式得:Nc+mg=mvc2解得:Nc=mv20R-5mg (3)小球离开C点后作平抛运动,t=4Rg所以x=vct=2Rv20g-4R2答:(1)小球运动...
答案解析:(1)从A到C的过程中运用动能定理即可求解到达C点的速度;
(2)在C点根据向心力公式即可求解受到轨道的压力;
(3)小球离开C点后作平抛运动,根据平抛运动的特点求出小球落地点到B点的距离.
考试点:向心力;牛顿第二定律;平抛运动.
知识点:本题关键是明确小球的运动情况,然后分过程运用动能定理、平抛运动的分位移公式和向心力公式列式求解.