问题 问答题

半径R=20cm的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接,如图所示.质量为m=50g的小球A 以一定的初速度v0由直轨道向左运动,并沿圆轨道的内壁冲上去,经过轨道最高点M时轨道对小球的压力为0.5N,然后水平飞出,落在水平轨道上.(不计一切阻力)求:

(1)小球经过M点时的速度vM

(2)小球在水平直轨道时的初速度v0

答案

(1)小球沿轨道内壁做圆周运动到最高点M时:

mg+FN=m

v2
R

则小球经过M点时的速度vM

vM=2m/s

答:小球经过M点时的速度vM=2m/s.

(2)以水平面为参考面,根据机械能守恒定律:

mgh+

1
2
m
v2M
=
1
2
m
v20

解得小球在水平直轨道时的初速度v0

v0=2

3
m/s

答:小球在水平直轨道时的初速度v0=2

3
m/s.

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