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如图所示 半径R=0.4m的竖直光滑半圆固定轨道与水平面相切于A点 质量为m=1kg的小物体

时间:2019-01-13 01:06:43

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如图所示 半径R=0.4m的竖直光滑半圆固定轨道与水平面相切于A点 质量为m=1kg的小物体

问题补充:

如图所示,半径R=0.4m的竖直光滑半圆固定轨道与水平面相切于A点,质量为m=1kg的小物体(可视为质点)以某一速度从A点进入半圆轨道,物体沿半圆轨道恰好能够通过最高点B后作平抛运动,正好落在水平面C点处(图中未标出),(g取10m/s2)试求:

(1)物体到达B点的瞬时速度;

(2)物体落地点C距A点的距离;

(3)若已知物体运动到A点时的速度为B点速度的2倍,求物体在A点时对轨道的压力大小.

答案:

解:(1)物体沿半圆轨道恰好能够通过最高点B,有:mg=

则v=

答:物体到达B点的瞬时速度为2m/s.

(2)根据2R=得,t=.

则xAC=vt=2×0.4m=0.8m.

答:物体落地点C距A点的距离为0.8m.

(3)vA=2vB

根据动能定理得,

联立两式解得:

根据牛顿第二定律得:

解得:N=.

答:物体在A点时对轨道的压力大小为N.

解析分析:(1)物体恰好过最高点,知轨道对小球的弹力为零,根据牛顿第二定律求出物体到达B点的瞬时速度.

(2)物体离开B点做平抛运动,根据高度求出运动的时间,根据时间和平抛运动的初速度求出AC的距离.

(3)根据动能定理以及结合A点时的速度为B点速度的2倍,求出D点的速度大小,根据牛顿第二定律求出物体在A点受到的支持力.

点评:本题考查了平抛运动、圆周运动的知识,综合运用了牛顿第二定律和动能定理,是一道综合题.

如图所示 半径R=0.4m的竖直光滑半圆固定轨道与水平面相切于A点 质量为m=1kg的小物体(可视为质点)以某一速度从A点进入半圆轨道 物体沿半圆轨道恰好能够通过最高

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