问题
计算题
(15分)A、B分别为竖直固定光滑圆轨道的最低点和最高点。已知小球通过A点的速率为2 m/s,试求它通过B点速率的最小值。
答案
v="2" m/s
由机械能守恒定律知,轨道半径越大,小球通过B点速率越小,但小球能通过最高点的速率应受圆周运动规律的制约,当小球通过最高点重力恰好充当向心力时,其对应的速率度即为所求. (3分)
设轨道半径为R时小球恰通过B点的速率为vB,则由机械能守恒定律,得:
mvB2+2mgR=
mvA2 ①… …………(5分)
又因:mg=m ② ……………(5分)
解得:v="2" m/s ③……………(2分)