问题
计算题
如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R=0.4m的光滑半圆形轨道,B点为水平面与轨道的切点,用水平恒力F将质量m=2.0kg的小球从A点由静止开始推到B点后撤去恒力,AB间距离为L。(小球大小可以忽略,g=10m/s2)
(1)若小球恰好能到达C点,求小球在B点的速度大小。
(2)若小球沿半圆形轨道运动到C处后又正好落回A点,在完成上述运动过程中推力最小,求推力最小值为多少?此时L的长度为多少?
答案
略
(1)小球恰好通过C点,在C点重力充当向心力……①
B到C由动能定理: ……② 由①②得:
=4.47m/s……③
(2)A到C由动能定理:……④
C到A平抛:…⑤
…⑥ 由④⑤⑥得:
……⑦
由数学关系可知当…⑧时 外力F最小 最小值
…⑨
此时…⑩
(其中①②③④各2分⑤⑥⑦⑧⑨⑩各1分,共14分)