问题
问答题
一内壁光滑的半环形细圆管竖直地固定在水平桌面上,其直径AB与桌面垂直,环的半径为R(比细管的半径大得多).一个质量为m的小球(小球直径略小于细管直径且可视为质点)从管口A射入管中,从管口B射出时对管口壁的压力为mg/3.求小球在桌面上的落点到管口A的距离.

答案
当小球在B处所受弹力向上时,小球射出速度为v1,落点到A距离为x1.
由牛顿第二定律得 mg-
mg=m1 3 v 21 R
得v1=
gR2 3
小球离开B后做平抛运动,则有
2R=
gt2 1 2
x1=v1t
解以上三个方程得:x1=2R2 3
当小球在管口B处所受弹力向下时,小球射出速度为v2,落点到A的距离为x2.
mg+
mg=m1 3 v 22 R
又2R=
gt2 1 2
x2=v2t
解以上三个方程得:x2=4R1 3
答:小球在桌面上的落点到管口A的距离是2R
或4R1 3
.1 3