题目内容
【题目】如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接一口深为H,宽度为d的深井CDEF,一个质量为m的小球放在曲面AB上,可从距BC面不同的高度处静止释放小球,已知BC段长L,小球与BC间的动摩擦因数为μ,取重力加速度g=10m/s2.则:
(1)若小球恰好落在井底E点处,求小球释放点距BC面的高度h1;
(2)若小球不能落在井底,求小球打在井壁EF上的最小动能Ekmin和此时的释放点距BC面的高度h2。
【答案】(1)(2)
【解析】(1)小球由A到C,由动能定理得
①
自C点水平飞出后,由平抛运动规律得
②
③
由①②③得 ④
若小球恰好落在井底E处,则
代入④式得小球的释放点距BC面的高度为
(2)若小球不能落在井底,设打在EF上的动能为,则x=d
由②③式得
小球由C到打在EF上,由动能定理得
代入得:
当时, 最小,且
此时小球的释放点距BC面的高度为
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