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如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4

圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道。一个小球P(可看成质点)从A点的正上方距水平半径OA高H=10m处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过AB段。(取g=10m/s2。)

   (1)试讨论小球P能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。若能,求出小球通过O点时对轨道的压力。

   (2)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

(1)30N  方向竖直向上

(2)


解析:

(1)设小球能够沿竖直半圆轨道运动到O点的最小速度为vc,

有        得m/s                    --------2分

从H高处落下, 通过O点的速度为 ----2分

因为v0>vc 所以小球能过O点   过O点轨道对小球的作用力为F,有牛二定律得

          F= 30N                                   ---------2分

有牛顿第三定律可知,小球对轨道的作用力F’=F=30N  方向竖直向上        ………….1分

(2)小球通过O点后作平抛运动,设小球经时间t落到AB圆弧轨道上,

有                                                       - ----2分

有数学关系可得,且                                        ------2分

可解得时间t=1s  (另解舍弃)                                        --------2分

落到轨道上速度的大小                        -------------2分

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,ABDO是处于竖直平面的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道.一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,由A点进入竖直平面内的轨道,当小球通过最高点O时,小球与轨道间作用力为重力的5/3倍.取g=10m/s2.求:
(1)计算小球下落的高度H是多少?
(2)经轨道运动后,再次落到轨道上的速度的大小.

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(2006?东城区一模)如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的
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倍.取g=10m/s2.
(1)H的大小?
(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由.
(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

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(1)达到BDO轨道的O点的速度大小.
(2)小球沿轨道运动后再次落到AB轨道上的速度大小.

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如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的
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圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道.一个小球P(可看成质点)从A点的正上方距水平半径OA高H=10m处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过AB段.(取g=10m/s2.)
(1)试讨论小球P能否到达BDO轨道的O点,并说明理由.若能,求出小球通过O点时对轨道的压力.
(2)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

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如图所示,ABDO是处于竖直平面内的光滑轨道,AB是半径为R=15m的1/4圆周轨道,半径OA处于水平位置,BDO是直径为15m的半圆轨道,D为BDO轨道的中央。一个小球P从A点的正上方距水平半径OA高H处自由落下,沿竖直平面内的轨道通过D点时对轨道的压力等于其重力的倍。取g=10m/s2。

(1)H的大小?

(2)试讨论此球能否到达BDO轨道的O点,并说明理由。

(3)小球沿轨道运动后再次落到轨道上的速度的大小是多少?

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