题目
p{font-size:10.5pt;line-height:150%;margin:0;padding:0;}td{font-size:10.5pt;}(08年重庆重点中学联考)(10分)如图所示,质量为m的小球由光滑斜轨道自由下滑后,接着又在一个与斜轨道相连的竖直的光华圆环内侧运动,阻力不计,求 ⑴小球至少应从多高的地方滑下,才能达到圆环顶端而不离开圆环;⑵小球到达圆环底端时,作用于环底的压力。
答案:p{font-size:10.5pt;text-align:left;line-height:150%;margin:0;padding:0;}td{font-size:10.5pt;text-align:left;}解析:⑴小球在下滑的过程中机械能守恒,设地面为零势能面,小球下落的高度为h,小球能到达环顶端市的速度最小为v2。 小球到达环顶端而不离开的临界条件为重力恰好全部提供向心力 即 小球在开始的机械能为E1=mgh 小球在环顶端的机械能为 根据机械能守恒 E1=E2 整理得:h=2.5R,即小球至少从离底端2.5R出滑下才能到达环顶而不离开圆环。 ⑵当环从h=2.5R处下滑到底部速度为vB,由机械能守恒得 即 小球在底端受到重力mg和支持力N,小球作圆周运动所需要的向心力由支持力和重力提供,即 整理得:N=6mg 圆环对小球的支持力与小球对圆环的压力是作用力反作用力,所以小球作用于圆环的压力为6mg