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如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤...

问题详情:

如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mgg为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤去外力,又沿竖直面内的半径为R的光滑半圆形轨道运动,且恰好通过轨道最高点C,小球脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A,求:

如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤...

(1)小球经过半圆形轨道B点时对轨道的压力大小;

(2)AB间的水平距离;

(2)小球与AB段间的动摩擦因数.

【回答】

(1)6mg    (2)2R   (3)0.75

【详解】

(1)设小球经过半圆形轨道B点时,轨道给球的作用力FN:  

如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤... 第2张 

BC过程,由动能定理得:如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤... 第3张        

C点:如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤... 第4张                      

联立解得:FN=6mg                  

根据牛顿第三定律,轨道给小球的作用力FN'=FN=6mg                

(2)离开C点,小球做平抛运动,则:如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤... 第5张               

SABvCt

解得SAB=2R                        

(3)由AB运动过程,由动能定理得:如图所示,质量为m的小球在水平恒力F=2mg(g为重力加速度)的作用下,从水平轨道上的A点由静止出发到B点时撤... 第6张        

代入数据解得:μ=0.75

知识点:生活中的圆周运动

题型:解答题