摘要: 图5-2-18 如图5-2-18所示.质量m=0.5 kg的小球从距离地面高H=5 m处自由下落.到达地面时恰能沿凹陷于地面的半圆形槽壁运动.半圆形槽的半径R=0.4 m.小球到达槽最低点时速率恰好为10 m/s.并继续沿槽壁运动直到从槽左端边缘飞出且沿竖直方向上升.下落.如此反复几次.设摩擦力大小恒定不变.取g=10 m/s2.求: (1)小球第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面的高度h为多少? (2)小球最多能飞出槽外几次? 解析:(1)在小球下落到最低点的过程中.设小球克服摩擦力做功为Wf.由动能定理得: mg(H+R)-Wf=mv2-0 从小球下落到第一次飞出半圆形槽上升到距水平地面h高度的过程中. 由动能定理得mg(H-h)-2Wf=0-0 联立解得:h=-H-2R= m-5 m-2×0.4 m=4.2 m. (2)设小球最多能飞出槽外n次.则由动能定理得:mgH-2nWf=0-0 解得:n====6.25 故小球最多能飞出槽外6次. 答案:6次

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