Question

【題目】如圖所示，光滑的水平軌道與光滑半圓軌道相切，圓軌道半徑R＝0．4 m。一個小球停放在水平軌道上，現給小球一個v0＝5 m/s的初速度，取g＝10 m/s2，求：

（1）小球從C點飛出時的速度大小；

（2）小球到達C點時，對軌道的作用力是小球重力的幾倍？

（3）小球落地時的速度大小。

Answer 1

【答案】（1）3m/s；（2）1．25倍；（3）5m/s

【解析】試題分析：（1）小球運動至最高點C的過程中機械能守恒，有，得vC＝3 m/s。

（2）在C點由向心力公式知：，得軌道對小球的作用力FN＝1．25mg，

由牛頓第三定律知小球對軌道的壓力FN′＝FN＝1．25mg，是小球重力的1．25倍。

（3）由于小球沿軌道運動及做平拋運動的整個過程機械能守恒，所以落地時速度大小v＝v0＝5 m/s。