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一竖直固定光滑的半圆形轨道ACB,圆心为O,半径为R.在最高点A把小球以V=平抛...

一竖直固定光滑的半圆形轨道ACB,圆心为O,半径为R.在最高点A把小球以V=manfen5.com 满分网平抛,小球碰到轨道后不反弹(沿轨道径向速度减为0),忽略一切阻力,求:
(1)小球打到轨道上D点(图中未画出)时下落的高度;
(2)小球到达最低点B时速度和对轨道的压力.

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(1)小球做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,设小球打到轨道上D点,OD与竖直方向的夹角为θ,用R和θ表示平抛运动的水平分位移和竖直分位移,再根据平抛运动的规律列式求解; (2)根据平抛运动的规律求得小球刚要到D点时水平速度和竖直速度.根据题意,小球碰到轨道后不反弹,沿轨道径向速度减为0,求出切向速度.再根据机械能守恒列式求出小球到达B点时的速度大小,由牛顿第二、第三定律求解小球对轨道的压力. 【解析】 (1)小球做平抛运动,设小球打到轨道上D点,D点可能在水平位置C的上方,也可能在C点的下方. 设OD与竖直方向的夹角为θ,则有   vt=Rsinθ  Rcosθ=R- 联立解得θ=,t= 则得h==R (2)小球刚要到D点时水平速度为vx=v= 竖直速度为vy=gt= 打到D点后,沿轨道径向速度减小为0,只保留切向的速度v⊥=vysin60°-vxcos60°= 设小球在最低点速度大小为v1,从D点到最低点过程,由机械能守恒得   mgR(1-cos60°)=- 设小球在最低点受到轨道的支持力为N,则   N-mg=m 所以N= 根据牛顿第三定律得,小球对轨道的压力大小为N′=N= 答: (1)小球打到轨道上D点时下落的高度是R; (2)小球到达最低点B时速度和对轨道的压力是.
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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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