题目内容
【题目】如图所示,半径为R的光滑半圆环AB竖直固定在光滑水平地面上,质量为m的小球以某一速度v0从A点进入半圆环,恰好经最高点B水平向左飞出(不计空气阻力)。求:
(1)小球从B点飞出时的速度大小;
(2)小球在A点做圆周运动时,小球对轨道的压力大小;
(3)小球从B点落到水平地面上的C点,水平位移AC的大小。
【答案】(1) (2)小球对轨道的压力大小 (3)
【解析】本题考查曲线运动与机械能相结合的问题。
(1)小球刚好能通过最高点B,所以在最高点刚好由重力提供向心力,由牛顿二定律可得:,解得:
(2)小球从A到B的过程中机械能守恒,则有:,解得:
在A点,由,解得
根据牛顿第三定律可知,小球对轨道的压力大小
(3)小球做平抛过程的落地时间为t,则有:、
解得:
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