(2012?延庆县一模)如图所示,位于竖直平面上的1⼀4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高

(2012?延庆县一模)如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面上C点处,不计空气阻力,求:(1)小球在B点时的速度大小;(2)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大?(3)小球落地点C与B点水平距离为多少?
2026年09月22日 11:37
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网友(1):

(1)设小球经过B点时的速度大小为vB,对小球从A到B的过程,由机械能守恒得:
    mgR=

1
2
mvB2
解得:vB
2gR

(2)在B点根据向心力公式得:
N-mg=m
vB2
R

解得:N=3mg
根据牛顿第三定律得:小球对圆弧轨道的压力为3mg

(3)小球从B点抛出后做平抛运动,则有:
t=
2(H?R)
g

则s=vBt=2
(H?R)R

答:(1)小球在B点时的速度大小为
2gR

(2)小球刚运动到B点时,对轨道的压力为3mg;
(3)小球落地点C与B点水平距离为2
(H?R)R