如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道底部固定竖直放置在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,然后小球从轨道口

如图所示,一光滑的半径为R的半圆形轨道底部固定竖直放置在水平面上,一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道,然后小球从轨道口B处飞出,最后落在水平面上,已知小球落地点C距B处的距离为3R.求:小球对轨道口B处的压力为多大?
第一个小虫 1年前 已收到3个回答 举报

__abc__1944550 幼苗

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解题思路:小球离开轨道后做平抛运动,由平抛运动的知识可以求出小球离开B时的速度,由牛顿第二定律可以求出在B点轨道对小球的支持力,然后由牛顿第三定律求出小球对轨道的压力.

设小球经过B点时速度为v0,则:
小球平抛的水平位移为:
x=
BC2−(2R)2=
(3R)2−(2R)2=
5R,
小球离开B后做平抛运动,
在水平方向:x=v0t,
在竖直方向上:2R=[1/2]gt2
解得:v=

5gR
2,
在B点小球做圆周运动,由牛顿第二定律得:
F+mg=m
v2
R,解得F=[1/4]mg,
由牛顿第三定律,小球对轨道的压力F′=F=[1/4]mg.
答:小球对轨道口B处的压力为[1/4]mg.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;牛顿第三定律;平抛运动.

考点点评: 小球离开轨道后做圆周运动、在半圆形轨道上小球做圆周运动,应用平抛知识、牛顿第二定律即可正确解题.

1年前

2

洋洋yu 幼苗

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易知小球在离开B点后做平抛运动,则把小球的速度分解为竖直向下和向左,其中向下的运动是自由落体,向左的运动是匀速
列方程组
2R=(1/2)gt^2
3R=vt
解得v=3R/[2√(R/g)]

1年前

2

lysome1234 幼苗

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正确应该是:x=√((3R)²-(2R)²)=√5R
v0=x/t=√(5gR)/2
F+mg=mv²/R 解得F=1/4mg
( 错误原因:把“小球落地点C距B处的距离为3R”当成AC ,应是CB.)

1年前

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