如图所示,半径为R的光滑半圆轨道ABC固定在竖直平面内,它的底端与光滑水平轨道相切于A点.质量为m的小球以某一初速度在水

问题描述:

如图所示,半径为R的光滑半圆轨道ABC固定在竖直平面内,它的底端与光滑水平轨道相切于A点.质量为m的小球以某一初速度在水平轨道上向半圆轨道滑行,到达最高点C离开半圆轨道后,落在水平轨道的P点,PA=4R.求:

(1)小球在C点对半圆轨道的压力.
(2)小球通过C点前、后瞬间的加速度之比.
(3)小球在水平轨道上的初速度v0
1个回答 分类:物理 2014-10-16

问题解答:

我来补答
(1)设小球在C点的速度为v,对半圆轨道的压力为F,
小球离开C点后作平抛运动:
2R=
1
2gt2,
4R=vt,
解得v=2
gR
在C点,根据牛顿运动定律:F+mg=m
v2
R
解得F=3mg
(2)小球通过C点前瞬间的加速度为a1=
v2
R=4g
小球通过C点后瞬间的加速度为a2=g
则a1:a2=4:1
(3)从A点到C点,根据机械能守恒定律:
1
2m
v20=mg•2R+
1
2mv2
解得v0=2
2gR
答:(1)小球在C点对半圆轨道的压力为3mg.
(2)小球通过C点前、后瞬间的加速度之比为4:1.
(3)小球在水平轨道上的初速度v0为2
2gR.
 
 
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