问题
计算题
如图所示,在水平地面上有一段光滑圆弧形槽,弧的半径是R,所对圆心角小于10o,现在圆弧的右侧边缘M处放一个小球A,使其由静止下滑,则:
(1)球由A至O的过程中所需时间t为多少?在此过程中能量如何转化?(定性说明)
(2)若在圆弧的最低点O的正上方h处由静止释放小球B,让其自由下落,同时A球从圆弧右侧由静止释放,欲使A、B两球在圆弧最低点O处相遇,则B球下落的高度h是多少?
答案
(1)在由A→O的过程中球A的重力势能转化为动能(2)
(1)由单摆周期公式知球A的周期,………… 1分
则…………………………………………1分
在由A→O的过程中球A的重力势能转化为动能 ………… 1分
(2)欲使A、B相遇,则两球运动时间相同,且必须同时到达O点,故由简谐运动的周期性可知两球相遇所经历的时间可以是或
…2分
所以A球运动的时间必为的奇数倍,
即 …………………………………………2分
所以 ………… 1分