问题 问答题

半径为R的半圆形光滑轨道竖直固定在水平地面上,A点是最低点,B点是最高点,如图所示,质量为M的小球以某一速度自A点进入轨道,它经过最高点后飞出,最后落在水平地面上的C点,现测得AC=2R,求小球自A点进入轨道时的速度大小?

答案

小球从B到C过程为平抛运动,根据平抛运动的分位移公式,有

水平方向:2R=vBt             ①

竖直方向:2R=

1
2
gt2           ②

小球从A到B过程只有重力做功,机械能守恒,根据守恒定律,有

Mg(2R)=

1
2
M
v2A
-
1
2
M
v2B
        ③

联立①②②解得

vB=

5gR

答:小球自A点进入轨道时的速度大小为

5gR

单项选择题
单项选择题 A1/A2型题