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(2011?许昌一模)如图所示,滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发,到B点时撤去外力,又沿竖直面内的半月形轨道运动,且恰好通过轨道最高点C,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A,试求滑块在AB段运动过程中的加速度.重力加速度为g.试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
(2011?许昌一模)如图所示,滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发,到B点时撤去外力,又沿竖直面内的半月形轨道运动,且恰好通过轨道最高点C,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A,试求滑块在AB段运动过程中的加速度.重力加速度为g.
试题解答
见解析
解:设圆弧半径为R,小球恰好通过最高点,重力提供向心力,根据牛顿第二定律,有
mg=m
v
2
A
R
①
滑块从B上升到C过程,只有重力做功,根据动能定理,有
mg(2R)=
1
2
mv
B
2
-
1
2
mv
A
2
②
滑块平抛运动过程,有
2R=
1
2
gt
2
③
x=v
A
t ④
滑块在AB段运动过程中做匀加速运动,根据速度位移关系公式,有
v
B
2=2ax ⑤
由①~⑤式,解得
a=
5
4
g
即滑块在AB段运动过程中的加速度为
5
4
g.
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动能定理的应用
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