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求:(1)要使小球通过圆弧轨道的最高点,则释放点距斜面的底端至少多高?

(2)若在斜面上与D点等高处释放,小物体在运动过程中通过C点时,对轨道的最小压力?

 

答案

(1)h

(2)3 mg-2mgcosβ,方向竖直向下

解析:(1)要使小球恰好通过圆弧轨道的最高点,则要求小球通过最高点时的速度应满足:                ……………①

由释放点到该点由动能定理有

 mg(h-R-Rcosβ)- μmgcosβh/sinβ= ……………②

得h=                  ……………③

(2)从与D点等高处释放后,由于斜面摩擦的原因,小球最终将在圆弧上做往复运动,其左侧最高点为B点,由机械能守恒得:

mg(R-Rcosβ)=             ……………④

由向心力公式得:N-mg=      ……………⑤

得 N= 3mg-2mgcosβ             ……………⑥

由牛顿第三定律得:

小球对轨道的最小压力大小为3 mg-2mgco sβ,方向竖直向下……………⑦

评分标准:①②⑤各2分;③④⑥⑦各1分

 

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