题目内容

如图所示,一小球从A点以某一水平向右的初速度出发,沿水平直线轨道运动到B点后,进入半径R=10cm的光滑竖直圆形轨道,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续向C点运动,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=0.8m,水平距离s=1.2m,水平轨道AB长为L1=1m,BC长为L2=3m,小球与水平轨道间的动摩擦因数,重力加速度,求:

(1)若小球恰能通过圆形轨道的最高点,求小球在A点的初速度?
(2)若小球既能通过圆形轨道的最高点,又不掉进壕沟,求小球在A点的初速度的范围是多少?

(1) (2)范围是: 和

解析试题分析: (1)对圆周最高点应用牛顿第二定律得: 
从A到最高点应用动能定理得:,则A点的速度
(2)若小球恰好停在C处,对全程进行研究,则有:,解得:
所以当时,小球停在BC间.
若小球恰能越过壕沟时,则有: ,又从A到D:  
解得:,所以当,小球越过壕沟.
综上:则A的速度范围是:
考点:本题考查了向心力、牛顿第二定律、动能定理的应用、平抛运动。

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