如图所示,一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角兹=60°,C为轨道最低点,D为轨道最高点。一个质量m=0.50kg的小球(视为质点)从空中A点以v0=4.0m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.重力加速度g取10m/s2.试求:
(1)小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h.
(2)小球经过轨道最低点C时对轨道的压力FC.
(3)小球能否到达轨道最高点D?若能到达,试求对D点的压力FD.若不能到达,试说明理由.
解:(1)B点速度在竖直方向的分量:vy=v0tan60°=4m/s …………2分
竖直方向的分运动为自由落体运动.h===2.4m…………1分
(2)根据机械能守恒定律,有mv=mv+mg(h+R-Rcos兹)…………2分
解得v=74m2/s2
根据牛顿第二定律,有F′C-mg=…………1
解得F′C=42N…………1分
牛顿第三定律F=F′=42N,方向竖直向下…………1分
(3)设小球能到达D点,由动能定理得:
Mg(h-R-Rcosθ)= mv-mv …………2分
解得VD=>,即小球能到达D点. …………1分
根据牛顿定律,有F′D+mg=…………1分
代入数据,解得小球受到的压力F′D=12N…………1分
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力为FD=F′D=12N,方向竖直向下.…………1分
科目:高中物理 来源: 题型:
1 | 4 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:
mgR |
8 |
mgR |
8 |
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com