题目内容
如图所示,半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上,轨道之间有一条水平轨道CD相通,一小球以一定的速度先滑上甲轨道,通过动摩擦因数为μ的CD段,又滑上乙轨道,最后离开两圆轨道,若小球在两圆轨道的最高点对轨道的压力都恰好为零,试求CD段的长度.
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解:,设小球通过C点时的速度为
,通过甲轨道最高点的速度为
,根据小球对轨道压力为零有
………………………①
取轨道最低点所在水平面为参考平面,由机械能守恒定律有
…………………………②
联立①②式,可得![]()
同理可得小球通过D点时的速度
,设CD段的长度为
,对小球通过CD
段的过程,由动能定理有 ![]()
解得:![]()
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