题目内容
【题目】如图所示,在竖直平面内有由1/4圆弧AB和1/2圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R,BC弧的半径为R/2.一小球在A点正上方与A相距R/4处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动.
(1)求小球在B、A两点的动能之比;
(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.
【答案】(1)5∶1 (2)能
【解析】(1)根据机械能守恒定律分别求出小球经过B点、A点的速度,再得到它们的比值.(2)假设小球能到达C点,由机械能守恒定律求出小球到达C点的速度,与临界速度比较,即可判断小球能否到C点.
(1)从开始到A的过程,根据机械能守恒定律得:,解得:
从开始到B的过程,根据机械能守恒定律得:,解得:
则小球在B、A两点的动能之比
(2)假设小球能到达C点,由机械能守恒定律得:,解得到达C点的速度
设小球通过C点的临界速度为,根牛顿第二定律有:,解得:
因为,所以小球恰好到达C点.
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