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如图所示 半径R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内 半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环

时间:2020-06-10 06:17:54

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如图所示 半径R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内 半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环

问题补充:

如图所示,半径R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,恰能通过最高点B而不脱离轨道,最后小球落在C点,(g=10m/s2),求

(1)小球到达A点的速度.

(2)轨道半径R.

(3)A、C间的距离.

答案:

解:(1)从C到A过程做匀加速直线运动,根据速度位移公式,有

解得

(2)A到B过程,机械能守恒,有

???? ①

球恰好经过B点,在B点,重力恰好提供向心力,有

?????????? ②

联立解得

m/s

(3)小球从C到B做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式,有

水平方向:x=vBt

竖直方向:

解得

x=1m

答:(1)小球到达A点的速度为5m/s;

(2)轨道半径R0.5m;

(3)A、C间的距离为1m.

解析分析:(1)对从C到A过程运用速度位移公式列式求解;

(2)小球冲上竖直半圆环,恰能通过最高点B而不脱离轨道,重力恰好提供向心力;再结合机械能守恒定律列式;然后联立方程组求解;

(3)从C到B做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式列式求解.

点评:本题综合运用了运动学公式、机械能守恒定律、牛顿第二定律、平抛运动规律,综合性较强,关键理清过程,选择适当的定理或定律进行解题.

如图所示 半径R的光滑半圆环轨道处于竖直平面内 半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球 以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加

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