Question

【题目】如图所示，光滑的水平轨道与光滑半圆轨道相切，圆轨道半径R＝0．4 m。一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v0＝5 m/s的初速度，取g＝10 m/s2，求：

（1）小球从C点飞出时的速度大小；

（2）小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？

（3）小球落地时的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）3m/s；（2）1．25倍；（3）5m/s

【解析】试题分析：（1）小球运动至最高点C的过程中机械能守恒，有，得vC＝3 m/s。

（2）在C点由向心力公式知：，得轨道对小球的作用力FN＝1．25mg，

由牛顿第三定律知小球对轨道的压力FN′＝FN＝1．25mg，是小球重力的1．25倍。

（3）由于小球沿轨道运动及做平抛运动的整个过程机械能守恒，所以落地时速度大小v＝v0＝5 m/s。