题目内容

(12分)如图所示,半径为R的半圆轨道BC竖直放置。一个质量为m 的小球以某一初速度从A点出发,经AB段进入半圆轨道,在B点时对轨道的压力为7mg,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点。试求:

(1)小球上升过程中克服阻力做功。
(2)小球从C点飞出后,触地时重力的功率。

(1)0.5mgR  (2) 

解析试题分析:(1)在B点由牛顿第二定律得: 解得    (2分)
在C点,同理可得:
解得:       (2分)
从B到C的过程,由动能定理得:
         (2分)
解得:       (1分)
故克服阻力做功为0.5mgR       (1分)
(2)小球在C点飞出后以vC做平抛运动,设运动时间为t,
         1分
设小球落地时速度为V,与竖直方向成角θ,则重力的功率为P:
         (1分)
         (1分)
由以上各式得:         (1分)
考点:本题从B点对轨道的压力和恰好通过C点为突破口,求解出B、C点的速度,再结合动能定理和向心力公式求解.

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