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  • 如圖所示,軌道ABCD的AB段為一半徑R=0.2m的光滑1/4圓形軌道,BC段為高h(yuǎn)=5m的豎直軌道,CD段為水平軌道.一質(zhì)量為0.1Kg的小球由A點從靜止開始下滑到B點時速度的大小為2m/s,離開B點做平拋運動

    如圖所示,軌道ABCD的AB段為一半徑R=0.2m的光滑
    1
    4
    圓形軌道,BC段為高h(yuǎn)=5m的豎直軌道,CD段為水平軌道.一質(zhì)量為0.1Kg的小球由A點從靜止開始下滑到B點時速度的大小為2m/s,離開B點做平拋運動(g取10m/s2),求:

    ①小球離開B點后,在CD軌道上的落地點到C的水平距離;
    ②小球到達(dá)B點時對圓形軌道的壓力大???
    ③如果在BCD軌道上放置一個傾角θ=45°的斜面(如圖中虛線所示),那么小球離開B點后能否落到斜面上?如果能,求它第一次落在斜面上的位置.
    物理人氣:865 ℃時間:2019-12-20 20:27:01
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)設(shè)小球離開B點做平拋運動的時間為t1,落地點到C點距離為s
    豎直方向,由h=
    1
    2
    gt12   
    得:t1=
    2h
    g
    =
    2×5
    10
    s=1s
    水平方向:s=vB?t1=2×1 m=2 m
    (2)小球達(dá)B受重力G和向上的彈力F作用,根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律得:
    F=F-G=m
    v2
    R
          解得F=3N
    由牛頓第三定律知球?qū)的壓力F′=-F,即小球到達(dá)B點時對圓形軌道的壓力大小為3N,方向豎直向下.
    (3)如圖,斜面BEC的傾角θ=45°,CE長d=h=5m
    因為d>s,所以小球離開B點后能落在斜面上,
    假設(shè)小球第一次落在斜面上F點,BF長為L,小球從B點到F點的時間為t2
    Lcosθ=vBt2 ①
    Lsinθ=
    1
    2
    gt22
    聯(lián)立①②兩式得:t2=0.4s
    L=
    vBt2
    cosθ
    =
    2×0.4
    2
    2
    m=0.8
    2
    m≈1.13m
    答:①小球離開B點后,在CD軌道上的落地點到C的水平距離為2m;
    ②小球到達(dá)B點時對圓形軌道的壓力大小為3N;
    ③小球離開B點后能落到斜面上,它第一次落在斜面上的位置距離B點為1.13m.
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