题目内容

如图所示,竖直圆筒内壁光滑,半径为r,顶部有一入口A,在A的正下方h处有一出口B,一质量为m的小球从入口A处沿切线方向射入圆筒内.要使小球恰能从B处飞出,求小球进入入口的速度ν的表达式.

 

答案:
解析:

解析:小球从A处进入圆筒后,在水平方向上做匀速圆周运动,竖直方向做自由落体运动,两个分运动的时间相等.设经时间t后,小球从B点出去,则:在竖直方向上有t,在水平方向上有t=nT=n×,其中n为小球在圆筒内转动的圈数.解以上两式得ν=nπr,其中n=1,2,3……


提示:

点拨:本题中的小球在进入圆筒后,一边转圈一边下落,这种螺旋运动是一种复杂的运动形式,处理的方法就是将其分解为简单的运动.由于圆周运动的周期性,本题出现了多解情况,在今后的解题中一定要注意由于周期性而造成的多解.


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