图中的AOB是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R的 1 4 圆周连接而成,它们的圆心O 1 、O 2

图中的AOB是游乐场中的滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R的
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圆周连接而成,它们的圆心O 1 、O 2 与两圆弧的连接点O在同一竖直线上.O 2 B沿水池的水面.一小滑块可由弧AO的任意点从静止开始下滑.
(1)凡能在O点脱离滑道的小滑块,其落水点到O 2 的距离如何?
(2)若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在圆弧AO上的何处?(用该处到O 1 的连线与竖直线的夹角表示).
caohanlin2002 1年前 已收到1个回答 举报

fxs_100 幼苗

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(1)从A到O的运动过程中根据动能定理得:
mgR=
1
2 mv 2
解得:v=
2gR
设能脱离轨道的最小速度为v 1
则有:mg= m
v 1 2
R
解得: v 1 =
gR
R=
1
2 gt 2
X=v o t
联立得:
2 R ≤x≤2R
(2)如图所示,设滑块出发点为P 1 ,离开点为P 2 ,按题意要求O 1 P 1 、O 2 P 2 与竖直方向的夹角相等,
设其为θ,若离开滑道时的速度为v,则滑块在P 2 处脱离滑道的条件是 m
v 2
R =mgcosθ
由机械能守恒2mgR(1-cosθ)=
1
2 mv 2
联立解得cosθ=
4
5
答:(1)凡能在O点脱离滑道的小滑块,其落水点到O 2 的距离范围为
2 R ≤x≤2R;
(2)小滑块开始下滑时应在圆弧AO上的cosθ=
4
5 处.

1年前

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