問題詳情:
如圖所示,質量爲m的小球,在外力作用下,由靜止開始從水平軌道的A點出發做勻加速直線運動,到達B點時撤消外力.小球衝上豎直平面內半徑爲R的光滑半圓環,恰能維持在圓環上做圓周運動,到達最高點C後拋出,最後落回到原來的出發點A處,試求小球在AB段運動的加速度.
【回答】
機械能守恆定律;牛頓第二定律;向心力.
【分析】小球在AB段做勻加速直線運動,根據位移速度公式列式,小球從B到C過程中運動動能定理列式,小球在C處,恰能做圓周運動,則有mg=m,小球從C到A做平拋運動,根據平拋運動的規律列式,聯立方程即可求解加速度a.
【解答】解:設小球在AB段運動的加速度爲a,則
小球從A到B過程有:SAB=﹣﹣﹣﹣(1)
小球從B到C過程有:﹣mg2R=mVC2﹣mVB2﹣﹣﹣﹣(2)
小球在C處,恰能做圓周運動,有:mg=m﹣﹣﹣﹣﹣﹣(3)
小球從C到A做平拋運動,有:SAB=VCt﹣﹣﹣(4)
2R=gt2﹣﹣(5)
聯立以上方程組,得a=g
答:小球在AB段運動的加速度爲g
知識點:機械能守恆定律
題型:計算題