如图所示,位于***平面上的[1/4]圆弧光滑轨道,半径为R=0.8m,OB沿***方向,上端A距地面高度为H=5.8m,质量为m=2kg的小球从A点由静止释放,不计空气阻力,通过B点时水平飞出,最后小球落在与B点水平距离s=4m的 C点处,求:(g取10m/s2)(1)小球运动到轨道上的B点时速度为多大?(2)小球运动到轨道上的B点时对轨道的压力是大?
解题思路:(1)根据动能定理小球通过B点的速度.
(2)根据牛顿第二定律求出小球通过B点时支持力的大小,从而得出小球对B点的压力大小.
(1)由A→B过程,由动能定理,有:
mgR=[1/2]mvB2
解得:
vB=
2gR=
2×10×0.8=4m/s;
(2)小球沿圆弧做圆周运动,在B点,由牛顿第二定律,有:
FN-mg=m
v2B
R
解得:FN=3mg=3×2×10=60N
根据牛顿第三定律,小球对B点的压力为60N;
答:(1)小球通过B点的速度为4m/s;(2)小球通过B点时对B点的压力为60N.
点评:
本题考点: 机械能守恒定律;向心力.
考点点评: 本题关键是明确小球做圆周运动过程中,只有重力做功,根据动能定理列式求解B点速度,根据牛顿第二定律求解B点的弹力,基础题.