如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R

发布时间:2021-02-26 09:04:45

如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力等于5mg(g为重力加速度).求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h.

网友回答

设从高度h2处开始下滑,过圆周最低点时速度为v2,滑块在最高点与轨道间的压力是5mg,
在最高点由牛顿第二定律得:5mg+mg=mv22R
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
5R供参考答案2:
设物块在圆形轨道最高点的速度为v,由动能定理得mg(h-2R)=1/2mv²……①
物块在最高点受的力为重力mg、轨道的压力Fn、重力与压力的合力提供向心力,有:mg+Fn=mv²/R……②
物块能通过最高点的条件是:Fn≥0……③
由②③式得:v≥根号下gR……④
由①④式得h≥2.5R……⑤
按题的要求,Fn≤5mg,由②式得:v≤根号下6Rg……⑥
由①⑥式得:h≤5R
h的取值范围是:2.5R≤h≤5R
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