• 如图,在竖直平面内由14圆弧AB和12圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R,BC弧的半径为R2.一小球在A点正上方与A相距R4处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在B、A两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      如图,在竖直平面内由
      1
      4
      圆弧AB和
      1
      2
      圆弧BC组成的光滑固定轨道,两者在最低点B平滑连接.AB弧的半径为R,BC弧的半径为
      R
      2
      .一小球在A点正上方与A相距
      R
      4
      处由静止开始自由下落,经A点沿圆弧轨道运动.
      (1)求小球在B、A两点的动能之比;
      (2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点.

      试题解答


      见解析
      解:(1)根据机械能守恒定律得
      E
      KA=mg
      R
      4

      E
      KB=mg(
      R
      4
      +R)=
      5mgR
      4

      则得小球在B、A两点的动能之比 E
      KB:EKA=5:1.
      (2)假设小球能到达C点,由机械能守恒定律得
      mg
      R
      4
      =
      1
      2
      mv
      2
      C

      即得到达C点的速度 v
      C=
      1
      2
      gR

      设小球通过C点的临界速度为v
      0.则有
      mg=m
      v
      2
      0
      R
      2

      即得 v
      0=
      1
      2
      gR

      因为 v
      C=v0,所以小球恰好到达C点.
      答:
      (1)小球在B、A两点的动能之比是5:1.
      (2)小球恰好到达C点.

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