Question

【题目】竖直光滑轨道固定在距地面高为H＝0.8m的桌子边缘，轨道末端可视作半径为r＝0.3m的圆形轨道，其末端切线水平，桌子边缘距离竖直墙壁x＝0.6m。质量为m＝0.1kg的小球从轨道某处滚下，与竖直墙壁的撞击点距地面高度为0.6m。重力加速度取g＝10m/s2，求：

(1)小球经过轨道末端时速度的大小；

(2)小球经过轨道末端时对轨道的压力。

Answer 1

【答案】(1) 3m/s；(2) 4N。

【解析】

(1)小球离开轨道后做平抛运动，从离开轨道到碰到墙壁的过程中

竖直方向

H﹣h＝

水平方向

x＝v0t

联立两式代入数值解得

v0＝3m/s

即小球经过轨道末端的速度大小为3m/s。

(2)小球在轨道末端，在竖直方向由牛顿第二定律得

FN﹣mg＝m

代入数值解得

FN＝4N

由牛顿第三定律得小球对轨道的压力为

F'N＝FN＝4N。