问题 问答题

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?

答案

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
=
5
R,

小球离开B后做平抛运动,

在水平方向:v=vt,

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.

单项选择题
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