题目内容

如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内,A通过最高点C时,对管壁上部的压力为3mg,B通过最高点C时,对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离.

sAsB=3R


解析:

两个小球在最高点时,受重力和管壁的作用力,这两个力的合力作为向心力,离开轨道后两球均做平抛运动,A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差.   

对A球:3mg+mg=m   vA=

对B球:mg-0.75mg=m   vB=

sA=vAt=vA=4R

sB=vBt=vB=R(2分)∴sAsB=3R

[点评]竖直面内的非匀速圆周运动往往与其它知识点结合起来进行考查,本题是与平抛运动相结合,解这类题时一定要先分析出物体的运动模型,将它转化成若干个比较熟悉的问题,一个一个问题求解,从而使难题转化为基本题.本题中还要注意竖直面内的非匀速圆周运动在最高点的两个模型:轻杆模型和轻绳模型,它们的区别在于在最高点时提供的力有所不同,轻杆可提供拉力和支持力,而轻绳只能提供拉力;本题属于轻杆模型.

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