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。

 

【答案】

(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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