题目
(8分)使一小球沿半径为R的圆形轨道从最低点上升,那么需给它最小速度为多大时,才能使它达到轨道的最高点?
答案:解析:以小球为研究对象。小球在轨道最高点时,受重力和轨道给的弹力。小球在圆形轨道最高点A时满足方程根据机械能守恒,小球在圆形轨道最低点B时的速度满足方程解(1),(2)方程组得轨道的最高点A。错解:如图所示,根据机械能守恒,小球在圆形轨道最高点A时的势能等于它在圆形轨道最低点B时的动能(以B点作为零势能位置),所以为从而得错解原因:小球到达最高点A时的速度vA不能为零,否则小球早在到达A点之前就离开了圆形轨道。要使小球到达A点(自然不脱离圆形轨道),则小球在A点的速度必须满足式中,NA为圆形轨道对小球的弹力。上式表示小球在A点作圆周运动所需要的向心力由轨道对它的弹力和它本身的重力共同提供。当NA=0时,