同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底...

同学们参照伽利略时期演示平抛运动的方法制作了如图所示的实验装置。图中水平放置的底板上竖直地固定有M板和N板。M板上部有一半径为R的圆弧形的粗糙轨道，P为最高点，Q为最低点，Q点处的切线水平，距底板高为H。N板上固定有三个圆环。将质量为m的小球从P处静止释放，小球运动至Q飞出后无阻碍地通过各圆环中心，落到底板上距Q水平距离为L处。不考虑空气阻力，重力加速度为g。求：

(1)距Q水平距离为的圆环中心到底板的高度；

(2)小球运动到Q点时速度的大小；

(3)小球运动到Q点时对轨道压力的大小和方向。

(1)H；(2)L；(3)mg，方向竖直向下【解析】 (1)由平抛运动的规律 L＝vt H＝gt2 又＝vt1 H1＝联立解得 H1＝所以距Q水平距离为的圆环中心离底板的高度 ΔH＝H－H1＝H (2)由平抛运动的规律解得 v＝由以上关系得 v＝L (3)在Q点由牛顿第二定律，有 FN－mg＝解得 FN＝mg 由牛顿第三定律，小球在Q点对轨道的压力 F′＝FN＝mg 方向竖直向下。

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考点分析：

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如图所示，一质量为0.1kg的小球，用40cm长的细绳拴住在竖直面内作圆周运动，（g=10m/s2）求：

（1）小球恰能通过圆周最高点时的速度多大？

（2）小球以3m/s的速度通过圆周最高点时，小球对绳的拉力多大？

（3）当小球在圆周最低点时，绳的拉力为5N，则此时小球速度多大？