问题 计算题

是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道相切,如图所示。一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为R,小球的质量为m,不计各处摩擦。求:

(1)小球运动到B点时的动能;

(2)小球下滑到距水平轨道的高度为R时的速度大小和方向;

(3)小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力NB、NC各是多大?

答案

解:(1)根据机械能守恒Ek=mgR

(2)根据机械能守恒ΔEk=ΔEp 

mv2=mgR 

小球速度大小v=,速度方向沿圆弧的切线向下,与竖直方向成30°

(3)根据牛顿运动定律及机械能守恒,在B点 

NB-mg=m,mgR=mvB2 

解得 NB=3mg,在C点:NC=mg

多项选择题
问答题