问题 计算题

如图所示,半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内,半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A.一质量m=0.10kg的小球,以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左做加速度a=3.0m/s2的匀减速直线运动,运动4.0m后,冲上竖直半圆环,最后小球落在C点.求A、C间的距离. (取重力加速度g=10m/s2)

答案

1.2m

【错解分析】不能求出小球到达圆环最高点B的速度而错。不能分析小球恰好做圆周运动的条件。

【正解】匀速速运动过程中,有:

 ①

恰好做圆周运动时物体在最高点B满足:

  ②

假设物体能达到圆环的最高点g,由机械能守恒:

  ③

联立①③可得

vb="3" m/s

因为vB>vB1,所以小球能通过最高点B.

小球从及点做平抛运动,有:

 ④

SAC=vB·t ⑤

由④⑤得SAC=1.2m

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