如图所示,质量为m的小球,以一定的速度进入半径为R、内径很小的光滑半圆管内,圆管竖直放置,小球通过最高点C时,对管壁上部的压力为3mg.求:(1)小球在最高点C时速度

发布时间:2020-08-15 10:45:25

如图所示,质量为m的小球,以一定的速度进入半径为R、内径很小的光滑半圆管内,圆管竖直放置,小球通过最高点C时,对管壁上部的压力为3mg.
求:(1)小球在最高点C时速度的大小(2)小球落地点与最高点间的水平距离.

网友回答

解:(1)以小球为研究对象,小球通过最高点C时,根据牛顿第二定律得
????? mg+N=m,又N=3mg
得到,vC=2
(2)小球离开最高点后做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,则有
??? 2R=
则水平距离x=vCt=2=4R
答:(1)小球在最高点C时速度的大小为.(2)小球落地点与最高点间的水平距离4R.
解析分析:(1)以小球为研究对象,小球通过最高点C时,由重力与管壁上部对小球压力的合力,根据牛顿第二定律求出小球在最高点C时速度的大小.
(2)小球离开最高点后做平抛运动,由高度2R求出时间,再求解水平距离.

点评:本题是牛顿第二定律与平抛运动的综合.对于圆周运动,分析受力情况,确定向心力的来源是关键.
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