题目内容

如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s2).
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小球向左运动的过程中小球做匀减速直线运动,故有
vA2-v02=-2as                 
解得vA=
v02-2as
=
49-2×3×4
=5m/s
如果小球能够到达B点,则在B点的最小速度vmin
故有mg=
mvmin2
R

解得vmin=
gR
=2m/s
而小球从A到B的过程中根据机械能守恒可得
mgh+
1
2
mvB2
=
1
2
mvA2

解得vB=3m/s
由于VB>vmin
故小球能够到达B点,且从B点作平抛运动,
在竖直方向有
2R=
1
2
gt2

在水平方向有
sAC=vBt            
解得:sAC=1.2m
故AC间的距离为1.2m.
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