题目内容
【题目】如图所示为演示平抛运动的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的圆弧形的轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H。N板上固定有三个圆环，将质量为m的小球从P处静止释放小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：
(1)距Q水平距离为
的圆环中心到底板的高度；
(2)小球运动到Q点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向。
【答案】(1)
，(2)速度为
，压力大小为
，方向竖直向下。
【解析】
(1)根据运动学公式有：
解得：
所以距
水平距离为
的圆环中心离底板的高度为：
；
(2)由平抛运动的规律：
解得：
由牛顿第二定律，可得，在点有：
解得：
根据牛顿第三定律，则小球在点对轨道的压力：
方向竖直向下。
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