使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?

问题描述:

使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?

小球到达最高点,对轨道没有压力,只受重力时恰好到达最高点,
由牛顿第二定律得:mg=m

v
R

解得,在最高点的速度v=
gR

如果轨道光滑,小球在运动过程中机械能守恒,
由机械能守恒定律得:
1
2
mv02=mg•2R+
1
2
mv2
解得,给小球的最小速度:v0=
5gR

答:给它最小速度为
5gR
时,才能使它达到轨道的最高点.