一个半径R=1m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内

问题描述:

一个半径R=1m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内
一个半径R=1m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点,一个质量m=0.5kg的小球(视为质点)从空中A点以V0=4m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道,重力加速度g取10m/s²,试求:
(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h
(2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力Fc
(3)小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD,若不能到达,试说明理由
1个回答 分类:物理 2014-10-28

问题解答:

我来补答
到达B速度方向为切线方向,即与水平面成60度角
所以竖直方向速度为Vy=根号3*Vx=4根号3m/s,
由于v^2=2gh,所以h为2.4m
mg(h+R-R*sin60)=1/2mVc^2-1/2mV0^2
mg+mVc^2/R=Fc可得Fc=42N
若要小球到达D点,小球在C点速度必须大于等于(根号(5gR)),因为Vc〉(根号(5gR)),所以可以到达.
-2mgR=1/2mVD^2-1/2mVc^2
mg+mVD^2/R=FD
可得FD=22N
再问: (2)为什么v^2=2gh,这个V是Vx²+Vy²吗?
(3)为什么若要小球到达D点,小球在C点速度必须大于等于√(5gR)
再答: 这个V是Vy
若要小球到达D点,那么临界条件就是到达D点时轨道对小球的作用力为0,所以有:
mg=mVD^2/R
-2mgR=1/2mVD^2-1/2mVC^2,可得VC=√(5gR)
再问: -2mgR=1/2mVD^2/R-1/2mVC^2/R,这步怎么得来的?
再答: 这是动能定理,你没学过吗?
再问: 动能定理的话,不应该是-2mgR=1/2mVD^2-1/2mVC^2吗?为什么你右边还要除以R啊?
再答: 刚开始写错了,后来已经改过了,不好意思。
 
 
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