题目内容
【题目】如图所示,光滑轨道固定在竖直平面内,其中BCD为细管,AB只有外轨道,AB段和BC段均为半径为R的四分之一圆弧.一小球从距离水平地面高为H(未知)的管口D处静止释放,最后到达A点对轨道的压力大小为mg,并水平抛出落到地面上.求:
(1)小球到达A点速度大小vA;
(2)平抛运动的水平位移大小x;
(3)D点到水平地面的竖直高度H.
【答案】(1) (2) (3)3R
【解析】试题分析:通过对小球受力分析,结合牛顿第二定律可求小球到达A点速度;根据平抛运动的两个分运动规律,可求平抛运动的水平位移;由D点到A点动能定理可求D点高度H。
(1)小球到A点时,对轨道的压力大小为mg
由牛顿第二定律可知:
得:小球到达A点速度
(2)从A点平抛运动,
,
平抛运动的水平位移
(3)从D到A运动过程中只有重力做功,根据动能定理
得D点到水平地面的竖直高度
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