质量为1kg的小球在半径为40cm的竖直平面内的圆形轨道的内侧运动.(g=10m/s)(1)求小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度.(2)当小球以4m/s的速度经过最

发布时间:2020-08-08 23:25:30

质量为1kg的小球在半径为40cm的竖直平面内的圆形轨道的内侧运动.(g=10m/s)
(1)求小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,求小球对轨道的压力的大小.

网友回答

解:(1)设小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度为v0,此时由小球的重力提供小球的向心力,根据牛顿第二定律得
??? mg=m?? 代入解得v0==m/s=2m/s.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,以小球为研究对象,根据牛顿第二定律得
??? mg+N=m
得到轨道对小球的弹力大小N=m-mg=1×N=30N
根据牛顿第三定律得,小球对轨道的压力的大小N′=30N.
答:
(1)小球经过最高点而不脱离轨道的最小速度是2m/s.
(2)当小球以4m/s的速度经过最高点时,小球对轨道的压力的大小是30N.
解析分析:(1)小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动,经过最高点而恰好不脱离轨道时速度最小,此时由小球的重力提供向心力,根据牛顿第二定律求解最小速度.
(2)以小球为研究对象,小球以4m/s的速度经过最高点时,受到重力和轨道向下的弹力,由牛顿第二定律求出轨道对小球的弹力,再由牛顿第三定律求解小球对轨道的压力的大小.

点评:此题小球在竖直平面做圆周运动,分析小球受力情况是基础,分析临界条件也是应具备的能力.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!