题目内容
(16分)如图所示,一小球从斜轨道的某高度处自由滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动。已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g.
(1)要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在圆轨道最高点时的速度至少为多大?
(2)如果忽略摩擦阻力,要使小球能通过圆轨道的最高点,小球的初位置必须比圆轨道最低点高出多少?![]()
(1)![]()
(2)h=5R/2
解析(1)在圆轨道的最高点,由牛顿第二定律有
mg=m
得 v=![]()
要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在轨道最高点时的速度至少为![]()
(2)设小球的初位置比圆轨道最低点高出h时,小球刚好能通过圆轨道最高点,由机械能守恒定律有mg(h-2R)=
mv2解得 h=5R/2
练习册系列答案
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| A、在轨道最低点、最高点,轨道对小球作用力的方向是相同的 | B、小球的初位置比圆轨道最低点高出2R时,小球能通过圆轨道的最高点 | C、小球的初位置比圆轨道最低点高出0.5R时,小球在运动过程中能不脱离轨道 | D、小球的初位置只有比圆轨道最低点高出2.5R时,小球在运动过程中才能不脱离轨道 |