题目内容
【题目】如图所示,绝缘光滑轨道的仙部分为倾角=的斜面,AC部分为竖直平面内半径为R的半圆轨道,斜面与半圆轨道相切于A点,E为轨道的最低点,整个装置处于水平向右的恒定风力场(小球在风力场中受风力恒定)中。现有一个质量为m的小球,从斜面上某点由静止释放,当小球通过C点时所受合力的方向指向圆心,且小球对轨道的压力恰好为零。已知重力加速度大小为g,求:
(1)小球受到风力的大小和到达C点时速度的大小;
(2)小球到达E点时动能的大小;
(3)小球通过C点后至落到轨道所用的时间。
【答案】(1) (2)(+1)mg(3)
【解析】
(1)小球运动到C点时,由受到的重力和向右的风力提供向心力,则有:
tan
解得
F=mg
而
解得
(2)小球由E点到C点过程,根据动能定理有
解得
Ek=(+1)mg
(3)小球离开C点后将做类似平抛运动,落到斜面上时有:
2R=at2
而
联立解得
t=
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