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。现有一质量m=0.1kg,可视为质点的小球从轨道ABC上的A点由静止释放,若小球经C处后恰能沿轨道DEF做圆周运动,(取g=10m/s2),求:

(1)小球释放点A距C点的竖直高度H;

(2)小球到达F点时对轨道的压力是多大?

 

【答案】

(1)(2)

【解析】本题考查动能定理,圆周运动,在圆周运动的最高点刚好通过的临界条件是由重力提供向心力,,在F点

(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分 

小球恰能在竖直平面内做圆周运动,在圆周最高点必须满足:        2分    解得:                         2分

   (2)小球由A到F,由机械能守恒有:          2分

     在F点,对小球,由牛顿第二定律:            2分

                解得:                                   1分

        由牛顿第三定律得,小球对轨道的压力为         1分

 

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