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如图所示,一小球从斜轨道的某高度处自由滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动.已知圆轨...

如图所示,一小球从斜轨道的某高度处自由滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动.已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g.
(1)要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在圆轨道最高点时的速度至少为多大?
(2)如果忽略摩擦阻力,要使小球能通过圆轨道的最高点,小球的初位置必须比圆轨道最低点高出多少?

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使小球能够通过圆轨道最高点,那么小球在最高点时应该是恰好是物体的重力作为物体的向心力,由向心力的公式可以求得此时的最小的速度,再由机械能守恒可以求得离最低点的高度h. 【解析】 (1)在圆轨道的最高点,由牛顿第二定律有:mg=m 得:v= 要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在轨道最高点时的速度至少为 (2)设小球的初位置比圆轨道最低点高出h时,小球刚好能通过圆轨道最高点,由机械能守恒定律有: mg(h-2R)= 解得:h= 答:(1)要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在圆轨道最高点时的速度至少为; (2)如果忽略摩擦阻力,要使小球能通过圆轨道的最高点,小球的初位置必须比圆轨道最低点高出
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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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