问题 计算题

如图所示,一个质量为m=0.6kg的小球,在左侧平台上运行一段距离后从边缘A点以水平飞出,恰能沿切线从P点进入竖直圆弧管道并继续滑行。已知管道口径远小于圆弧半径,OP与竖直方向的夹角是37°,平台到地面的高度差为h=1.45m。若小球运动到圆弧轨道最低点时的速度大小是 10m/s。取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:

(1)P点距地面的高度

(2)圆弧轨道最低点对小球支持力的大小

(3)若通过最高点Q点时小球对外管壁的压力大小9N,则小球经过Q点时的速度大小是多少?

答案

(1) (2) 66N(3) v2=5m/s

(1)对P点的速度矢量分解,有:

 (2分)    (2分)

带入数据得:t=0.5s  

所以P点距地面的高度为 (1分)

(2)做小球在最低点的受力分析可知:

 (2分) 

    (1分)

带入数据得:R=1m  N1=66N     

再由牛顿第三定律N / = N1="66N" (1分)

(3)对小球在最高点进行受力分析:

 (2分)

带入数据得:v2=5m/s (1分)

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