问题
问答题
如图所示,将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角l27°的圆弧,BC为其竖直直径,(sin53°=0.8 cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2)求:
(1)小球经过C点的速度大小;
(2)小球运动到轨道最低点B 时小球对轨道的压力大小;
(3)v0的数值.
答案
(1)恰好运动到C点,有重力提供向心力,即
mg=m
vC2 |
R |
解得:vc=5m/s
(2)从B点到C点,由机械能守恒定律有
1 |
2 |
1 |
2 |
在B点对小球进行受力分析,由牛顿第二定律有
FN-mg=m
vB2 |
R |
解得:FN=6N
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力大小为6.0N
(3)从A到B由机械能守恒定律有
1 |
2 |
1 |
2 |
解得:
vA=
105 |
在A点进行速度的分解有:v0=vAcos53°=
3 |
5 |
105 |
答:(1)小球经过C点的速度大小为5m/s;
(2)小球运动到轨道最低点B 时小球对轨道的压力大小为6N;
(3)v0的数值为
3 |
5 |
105 |