如图所示,光滑圆轨道ABC,其中AB部分水平, BC部分是处于竖直平面内的半径为R的半圆管,圆管内

问题描述:

如图所示,光滑圆轨道ABC,其中AB部分水平, BC部分是处于竖直平面内的半径为R的半圆管,圆管内

如图所示,光滑圆轨道ABC,其中AB部分水平, BC部分是处于竖直平面内的半径为R的半圆管,圆管内截 面的半径r<R,有一质量为m、半径略小于r的小球以水平速度v0从A点射入圆管.问:  (1)若要小球能从C端飞出,初速度v0应满足什么条件?  (2)在小球从C端飞出的瞬间,对管壁作用力有哪几种可能情况?初速度v0各应满足什么条件?

1个回答 分类:物理 2014-10-31

问题解答:

我来补答
(1)轨道ABC光滑,小球从A运动到C,只有重力做功,故机械能守恒,设小球到C点的速度为 vC,据机械能守恒有:mv02/2=2mgR+ mvC2/2,小球要能过C点,vC应不小于0,即初速度v0≥2倍 根号gR; (2)1、当:v0=2倍根号gR时,vC=0,小球对管壁(内壁)作用力F=mg,方向竖直向下; 2、当:2倍根号gR≤v0≤根号5gR时,0≤vC≤根号gR,小球对管壁(内壁)作用力F=mg -mvC2/R; 3、当:v0=根号5gR时,vC=根号gR,小球对管壁作用力F=0,即重力恰好提供向心力; 4、当:v0≥根号5gR时,vC≥根号gR,小球对管壁(外壁)作用力F= mvC2/R-mg;
 
 
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