题目内容

(08年南汇中学月考)(12分)如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图像如图,g以10m/s2,不计空气阻力,求:

    

    (1)小球的质量为多少?

    (2)若小球在最低点B的速度为20m/s,为使 小球能沿轨道运动,x的最大值为多少?

(1)设轨道半径为R,由机械能守恒定律;

 

    ……………(1)(2分)

 

  对B点:  ………(2)(2分)

 

  对A点:  ……(3)(2分)

 

  由(1)(2)(3)式得:两点的压力差: …(4)

 

  由图象得:截距 ………(5)(2分)

 

   (2)因为图线的斜率所以……(6)(2分)

 

  在A点不脱离的条件为: ……(7)(2分)

 

  由(1)(6)(7)式得: ………(8)(2分)

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