(16分)如图所示,ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为
的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合。现有一视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的位置由静止释放。
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF后能沿轨道运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度
小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求
。 (
)

(16分)如图所示,ABC和DEF是在同一竖直平面内的两条光滑轨道,其中ABC的末端水平,DEF是半径为
的半圆形轨道,其直径DF沿竖直方向,C、D可看作重合。现有一视为质点的小球从轨道ABC上距C点高为H的位置由静止释放。
(1)若要使小球经C处水平进入轨道DEF后能沿轨道运动,H至少要有多高?
(2)若小球静止释放处离C点的高度
小于(1)中H的最小值,小球可击中与圆心等高的E点,求
。 (
)

(16分)
解:(1)小球从ABC轨道下滑,设到达C点时速度大小为v,
则
①2分
要小球能在竖直平面DEF内做圆周运动,在D点
②2分
联立①②并代入数据得
2分
(2)若h<H,小球过C点只能做平抛运动,2分
设小球经C点时速度大小为
,
小球能击中E点,则有
③2分
④2分
⑤2分
由③④⑤解得h=0.1m 2分
