题目内容

(12分)如图所示,一个质量为0.6 kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R=0.3 m,θ=60°,小球到达A点时的速度vA=4 m/s.(取g=10 m/s2)求:

(1)小球做平抛运动的初速度v0

(2)P点到A点的水平距离和竖直距离;

(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力.

 

【答案】

(1)v0=2m/s.

(2) X=0.69m    y=0.6m

(3) FN=8N  向上

【解析】

试题分析::(1)小球到A点的速度如图所示,由图可知

(2)

由平抛运动规律得: 

(3)取A点为重力势能的零点,由机械能守恒定律得:

 

代入数据得:

由圆周运动向心力公式得:,代入数据得:

由牛顿第三定律得:小球对轨道的压力大小,方向竖直向上

考点:考查圆周运动规律和机械能守恒

点评:本题难度中等,抓住A点瞬时速度是突破口,在C点沿半径方向的合力提供向心力,充分利用机械能守恒定律求解C点速度大小是关键

 

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