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:
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(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
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(2)![]()
由平抛运动规律得:
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(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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