题目内容
(16分)如图所示,半径为R的光滑圆周轨道固定在竖直面内,轨道底部有一质量为
的小球,以初速度
沿轨道向上运动,求:![]()
(1)小球运动到轨道最高点C时对轨道的压力大小?
(2)若
大小可调节,小球在运动过程中出现脱轨现象,则
的大小范围?
(1)
(2)![]()
解析试题分析:(1)小球从A点到C点,由机械能守恒定律:
(2分)
得:
(1分)
在C点,由牛顿第二定律:
(2分)
解得:
(1分)
由牛顿第三定律可得,小球对轨道的压力为
(1分)
(2)小球脱轨现象只能出现在BC段,即小球能过B点,但不能到达C点
小球恰到B点,小球在A点的速度为
,
,得:
(2分)
小球恰到C点,小球在A点的速度为
,
(3分)
得:
(3分)
则小球在运动过程中出现脱轨现象,
的大小范围为
(1分)
考点:本题考查了机械能守恒定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律。
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