Question

如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道底部固定竖直放置在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，然后小球从轨道口B处飞出，最后落在水平面上，已知小球落地点C距B处的距离为3R．求：小球对轨道口B处的压力为多大？

Answer 1

解：设小球经过B点时速度为v₀，则：
小球平抛的水平位移为：
x===R，
小球离开B后做平抛运动，
在水平方向：v=vt，
在竖直方向上：2R=gt²，
解得：v=，
在B点小球做圆周运动，由牛顿第二定律得：
F+mg=m，解得F=mg，
由牛顿第三定律，小球对轨道的压力F′=F=mg．
答：小球对轨道口B处的压力为mg．
分析：小球离开轨道后做平抛运动，由平抛运动的知识可以求出小球离开B时的速度，由牛顿第二定律可以求出在B点轨道对小球的支持力，然后由牛顿第三定律求出小球对轨道的压力．
点评：小球离开轨道后做圆周运动、在半圆形轨道上小球做圆周运动，应用平抛知识、牛顿第二定律即可正确解题．