• 如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口B点飞出时,对轨道的压力恰好为零,求:(1)小球落地点C距A处多远?(2)小球通过A点时对轨道的压力是多大?试题及答案-解答题-云返教育

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      如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,当小球将要从轨道口B点飞出时,对轨道的压力恰好为零,求:
      (1)小球落地点C距A处多远?
      (2)小球通过A点时对轨道的压力是多大?

      试题解答


      见解析
      解:(1)小球对B点的压力为零,有:mg=m
      vB2
      R

      解得
      vB=
      gR

      根据2R=
      1
      2
      gt2得,t=
      4R
      g

      则小球落地点C距离A的距离x=
      vBt=
      gR
      4R
      g
      =2R.
      (2)根据动能定理得,-mg?2R=
      1
      2
      mvB2-
      1
      2
      mvA2
      解得
      vA2=5gR
      根据牛顿第二定律得,N-mg=m
      vA2
      R

      解得N=6mg
      则小球在A点对轨道的压力为6mg.
      答:(1)小球落地点C距A处的距离为2R;
      (2)小球通过A点时对轨道的压力是6mg.

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