题目内容
一质量m=2kg的小球从光滑斜面上高h=3.5m处由静止滑下,斜面底端紧接着一个半径R=1m的光滑圆环(如图).求:
(1)小球滑至圆环顶点时对环的压力.
(2)小球至少应从多高处静止滑下才能越过圆环最高点?
(3)小球从h′=2m处静止滑下时将在何处脱离圆环(g=10m/s2)?
答案:
解析:
提示:
解析:
(1)40N (2)2.5 m (3)q=arccos,角是球与圆心连线与竖直方向的夹角
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提示:
提示:(1)小球在顶点时受力如图,据牛顿第二定律N+G=m ① A→B据机械能守恒,取最低点为零势能面有: mgh=mg2R+mvB2 ② ①②联立得:N′=N=40N. (2)当vB有最小值时即mg=m h最小,再据机械能守恒定律mgh=mg2R+mvB2 得h=2.5m. (3)设在如图C点脱离圆环,此时小球只受重力,据牛顿第二定律mgcosq=m ① 又A→C据机械能守恒定律有: mgh′=mg(R+Rcosq)+mvC2 ② ①②联立得q=arccos(角如图).
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