题目内容

如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,有一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5m g(g为重力加速度).求物块初始位置相对圆形轨道底部的高度h的取值范围.

答案:
解析:

  答案:h的取值范围是

  解析:设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由机械能守恒得

   ①

  物块在最高点受的力为重力mg、轨道压力N.重力与压力的合力提供向心力,有

   ②

  物块能通过最高点的条件是0 ③

  由②③两式得 ④

  由①④式得 ⑤

  按题的要求,,由②式得 ⑥

  由①⑥式得 ⑦

  h的取值范围是 ⑧


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