问题
问答题
如图所示,一个小球质量为m,在半径为R的光滑管内的顶部A点水平飞出,恰好又从管口B点射人管内,则:
(1)小球在A点对上侧管壁有弹力作用还是对下侧管壁有弹力作用?作用力多大?
(2)若要使小球对上侧管壁弹力大小等于重力,则小球对A点的速度应为多少?
答案
(1)小球从A运动到B做平抛运动,则
水平方向:R=vAt,
竖直方向:R=
gt2,1 2
解得:vA=Rg 2
若球对上、下管壁均无压力,则
mg=
,mv2 R
v=
,Rg
而vA<
,所以对下管有压力Rg
根据mg-FN=mvA2 R
解得:FN=
mg,即压力为1 2
mg1 2
(2)小球对上侧管壁弹力大小等于重力,则上侧管壁对小球的压力也为mg,则有:
mg+FN=
,mvA′2 R
解得vA=2Rg
答:(1)小球在A点对下侧管壁有弹力作用,作用力大小为
mg;1 2
(2)若要使小球对上侧管壁弹力大小等于重力,则小球对A点的速度应为
.2Rg