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如图所示,一半径为R的光滑半圆形轨道AB固定在水平地面上,一个质量为m的小球以某...

如图所示,一半径为R的光滑半圆形轨道AB固定在水平地面上,一个质量为m的小球以某一速度从半圆形轨道的最低点A冲上轨道,当小球将要从轨道最高点B飞出时,小球对轨道的压力为3mg(g为重力加速度),求
(1)小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小.
(2)小球达到B点时的速度大小.
(3)小球的落地点C离A点的水平距离.

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(1)小球在B点受重力和向下的支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解加速度即可; (2)根据向心加速度的公式列式求解即可; (2)从轨道口B处水平飞出后,小球做平抛运动,由平抛运动的规律可以求得C到A的距离. 【解析】 (1)当小球在B点时由向心力的公式可得 N+mg=ma, 所以 3mg+mg=ma, 解得a=4g; (2)当小球在B点时由向心加速度的公式可得a=, 所以 4g= 解得VB=2 (3)小球从B点飞出后,做平抛运动,运动的时间是t: 由 2R= 所以 t=2, 小球落地点到A点的距离:x=VBt=2×2=4R 答:(1)小球在半圆形轨道最高点时的加速度大小为4g; (2)小球达到B点时的速度大小为2; (3)小球的落地点C离A点的水平距离为4R.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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