题目内容
(10分)如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管道竖直放置,质量为m的小球以某一速度进入管内,小球通过最高点P时,对管壁的压力为0.5mg.求:
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(1)小球从管口飞出时的速率;
(2)小球落地点到P点的水平距离.
【答案】
(1)
或
(2)
R或
R
【解析】(1)分两种情况,当小球对管下部有压力时,
则有mg-0.5mg=
,v1=
.(2分)
当小球对管上部有压力时,则有mg+0.5mg=
,v2=
(2分)
(2)小球从管口飞出做平抛运动,2R=
gt2,t=2
,(2分)
x1=v1t=
R,(2分)
x2=v2t=
R. (2分)
答案:(1)
或
(2)
R或
R
本题考查圆周运动规律的应用,在管下部时以小球为研究对象,合外力提供向心力,列式可求得上部和下部速度大小,小球从管口飞出后做平抛运动,由竖直方向求得运动时间,由水平方向匀速运动求得水平位移大小
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