如图所示,竖直平面内的一半径R=0.5m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,质量m=0.1kg的小球(可看作...
问题详情:
如图所示,竖直平面内的一半径R=0.5 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,质量m=0.1 kg的小球(可看作质点)从B点正上方H=0.75 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧轨道,从D点飞出,不计空气阻力,(取g=10 m/s2)求:
(1)小球经过B点时的动能;
(2)小球经过最低点C时的速度大小vC;
(3)小球经过最低点C时对轨道的压力大小。
【回答】
(1)0.75J;(2)5m/s;(3)6N
【解析】
(1)小球从开始运动到B点过程中,机械能守恒,由机械能守恒列出方程即可求解。
(2)A到C的过程中,机械能守恒,由机械能守恒列出方程即可求解;
(3)在C点时,做圆周运动,由机械能守恒求C点的速度。在C点,由重力和支持力的合力作为向心力,由向心力的公式可以求得轨道对它的支持力,再由牛顿第三定律求出小球经过最低点C时对轨道的压力大小。
【详解】(1)小球从A点到B点,根据机械能守恒定律得
代入数据解得
(2)小球从A点到C点,设经过C点速度为,根据机械能守恒定律得
代入数据解得
(3)小球在C点,受到的支持力与重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得
代入数据解得
由牛顿第三定律有小球对轨道压力的大小
知识点:未分类
题型:计算题