精英家教网 > 高中物理 > 题目详情
如图所示,位于竖直平面上的
1
4
圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H=2R,质量为m的小球1从A点由静止释放,与在B点质量为M的小球2正碰,小球1被反弹回
R
2
处,小球2落在水平地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球1再次运动到轨道上的B点时,对轨道的压力多大?
(2)小球落地点C与B点水平距离S是多少?
分析:(1)小球1由A→B过程中,只有重力做功,根据机械能守恒定律及向心力公式列式求解;
(2)两球碰撞过程,遵守动量守恒.先根据碰后小球1被反弹回
R
2
处这个条件,运用机械能守恒定律求得碰后小球1的速度,根据动量守恒求出碰后小球2的速度,即是小球2做平抛运动的初速度.再根据平抛运动的位移公式求解小球2落地点C与B点水平距离S.
解答:解:(1)设小球1再次到B点时的速度为v1,根据机械能守恒定律有:
 
1
2
mgR=
1
2
m
v
2
1
  ①
根据向心力公式有;FN-mg=m
v12
R
 ②
由①②式得 FN=2mg            
(2)由于碰后小球向上运动的过程机械能守恒,所以碰后小球1的速度大小也等于v1
设小球1碰前在B的速度为v,碰撞后小球2的速度为v2,小球1的速度大小为v1
由机械能守恒定律得:mgR=
1
2
mv2
,得v=
2gR
 ③
由动量守恒定律得:mv=-mv1+Mv2
由①③④式得:v2=
(
2
+1)m
gR
M
  ⑤
小球2从B到C做平抛运动,设时间为t,则有
 R=
1
2
gt2
   ⑥
 S=v2t  ⑦
由⑤⑥⑦式得S=v2
2R
g
=
(
2
+1)m
gR
M
?
2R
g
=
(2+
2
)mR
M

答:
(1)小球1再次运动到轨道上的B点时,对轨道的压力为2mg.
(2)小球落地点C与B点水平距离S是
(2+
2
)mR
M
点评:本题是含有碰撞的过程,运用机械能守恒、牛顿运动定律、碰撞过程的动量守恒和平抛运动的规律求解.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A点距地面高度为H,质量为m的小球从A点静止释放(球达B点水平速度大小等于球由O点自由释放至B点速度大小),最后落在地面C处,不计空气阻力,( g=10m/s2)求:
(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大;
(2)小球落地点C与B的水平距离s为多少.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,圆弧轨道上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A静止释放,最后落在地面C点处,不计空气阻力.求:
(1)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大??
(2)小球落地点C与B的水平距离S为多少??

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,位于竖直平面上的
1
4
圆弧轨道光滑,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,到达B点时的速度为
2gR
,最后落在地面上C点处,不计空气阻力.求:
(1)小球刚运动到B点时的加速度为多大,对轨道的压力多大.
(2)小球落地点C与B点水平距离为多少.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

精英家教网如图所示,位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,OB沿竖直方向,上端A距地面高度为H,质量为m的小球从A点由静止释放,最后落在地面上C点处,不计空气阻力,求:
(1)小球在B点时的速度大小;
(2)小球刚运动到B点时,对轨道的压力多大?
(3)小球落地点C与B点水平距离为多少?

查看答案和解析>>

同步练习册答案