题目内容
【题目】如图所示,底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为L,其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离均为L,Q为圆弧轨道上的一点,它与圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60°。现将一质量为m,可视为质点的小球从Q点由静止释放,g=10 m/s2,不计空气阻力。试求:
(1)小球在P点时受到的支持力大小;
(2)在以后的运动过程中,小球第一次与墙壁的碰撞点离墙角B点的距离。
【答案】(1)2mg(2)
【解析】试题分析:小球滑到圆弧轨道低端过程中机械能守恒,求出低端的速度,由向心力公式求出支持力;小球离开P点后做平抛运动,由平抛运动的知识求解.
(1)小球滑到圆弧轨道低端过程中,由机械能守恒有:
小球在P点时,由牛顿第二定律,联立解得
(2)小球离开P点后做平抛运动,水平位移为L时所用时间为t,则,
小球下落的高度为,解得:
则小球第一次碰撞点距B的距离为
练习册系列答案
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