(10分)如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m,θ=60°,小球到达A点时的速度 vA=4 m/s 。取g =10 m/s2,求:
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(1)小球做平抛运动的初速度v0;
(2)P点与A点的高度差;
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
(1)v0=2 m/s (2)h=0.6m (3)NC=8N
【解析】
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试题分析:(1) 由题意知小球到A点的速度
沿曲线A点的切线方向,,对速度分解如图所示,小球做平抛运动,由平抛运动规律得
m/s,所以小球做平抛运动的初速度v0
=2 m/s。
(2)
m/s,
由平抛运动规律得:
,解得:h=0.6 m,P点与A点的高度差0.6m。
(3) 从A点到C点的过程中,由机械能守恒定律
,解得
m/s
小球在C点由圆周运动的向心力公式得:NC+mg=m![]()
代入数据得:NC=8 N
由牛顿第三定律得:小球对轨道的压力大小NC'= NC=8N,方向竖直向上
考点:平抛运动规律 机械能守恒定律 牛顿第三定律
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