题目内容

如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为R,筒的上部有A孔,在A孔的正下方h处有B孔,一质量为m的小球从A孔沿圆筒切线方向射入圆筒内,要使小球恰能从B孔飞出,求小球射入A孔的速度.

答案:
解析:

  解析:小球由A孔射入光滑圆筒后,一边沿圆筒壁转圈一边下落,做螺旋运动,可将其分解为竖直方向和水平方向两个分运动,小球在竖直方向上只受重力作用,因此在竖直方向的分运动是自由落体运动,在水平方向上小球做匀速圆周运动.

  设小球由A运动至B所用时间为t,

  则h=gt2,t=n·

  解之得:v=n·πR·(n=1,2,3,…).

  方法点拨:小球在筒内做下落的螺旋运动,较为复杂,无法直接求解,将其分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速圆周运动,甚为巧妙,使问题迎刃而解.


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