题目内容

19.一根内壁光滑的$\frac{3}{4}$圆弧管道竖直放置,管道半径为R.从管口A的正上方由静止释放一小球,小球沿着管道运动到B,从B处水平飞出又落入管道.求释放小球处离管口A的高度h是多少?

分析 小球释放后,从B点飞出后做平抛运动,由平抛运动的规律可以求得在B点的初速度,在由机械能守恒可以求得高度h.

解答 解:小球从B点飞出后做平抛运动,设此时的速度大小为vB,则
水平方向 R=vB t
竖直方向 R=$\frac{1}{2}$gt2
解得:vB=$\sqrt{\frac{1}{2}gR}$
从开始下落到B点的过程中,取A点所在水平面为参考平面,由机械能守恒得:
mgh=mgR+$\frac{1}{2}$mvB2 
解得:h=$\frac{5}{4}$R
答:释放小球处离管口A的高度h是$\frac{5}{4}$R.

点评 在做题时一定要理解题目中“B处水平飞出又落入管道”这句话的含义,掌握平抛运动的规律,运用机械能守恒定律研究高度是常用的方法.

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