题目内容
【题目】如图所示,在光滑水平面上竖直固定一半径为R的光滑半圆槽轨道,其底端恰好与水平面相切,质量为m的小球以大小为V0的初速度经半圆槽轨道最低点B滚上半圆槽,小球恰能通过最高点C后落回到水平面上的A点.(不计空气阻力,重力加速度为g)求:
(1)小球通过B点时对半圆槽的压力大小;
(2)A、B两点间的距离.
【答案】(1)(2)2R
【解析】试题分析:(1)对小球在B点时受力分析,根据牛顿第二定律求B受到的支持力,进而由牛顿第三定律得到B对圆槽的压力;(2)小球恰能通过最高点C,即重力提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球在C点的速度,小球离开C点后作平抛运动,根据平抛运动的特点求出AB两点间的距离.
(1)在B点小球做圆周运动, ,得
由牛顿第三定律知小球通过B点时对半圆槽的压力大是;
(2)在C点小球恰能通过,故只有重力提供向心力,则
过C点小球做平抛运动: , ,
联立以上各式可得.
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