题目内容
如图所示,ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为r=0.4m的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合。现有一可视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的地方由静止释放,
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF且能沿轨道内侧运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度h小于(1)中H的最小值,小球可击中圆周上与圆心等高的E点,求h。(取g=10m/s2)
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【答案】
(1)
(2)![]()
【解析】(1)小球从ABC轨道下滑,机械能守恒,设到达C点时的速度大小为
,则:
② 小球能在竖直平面内做圆周运动,在圆周最高点必须满足:
② 联立并代入数据得:
② (2)若
,小球过C点后做平抛运动,设球经C点时的速度大小为
,则击中E点时:竖直方向:
① 水平方向:
①
由机械能守恒有:
②
联立并代入数据得
②
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