如图所示,位于竖直平面上的1/4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,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?
(3) 比值R/H为多少时,小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离的最大值是多少?
如图所示,位于竖直平面上的1/4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,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?
(3) 比值R/H为多少时,小球落地点C与B水平距离S最远?该水平距离的最大值是多少?
(1) 小球沿圆弧做圆周运动,在B点由牛顿第二定律,有:;(1分)
从A到B,由机械能守恒,有, (1分)
由以上两式得 (2分)
(2) 小球离开B点后做平抛运动,抛出点高为H—R,有:、(1分)
、 (1分)
(1分)
解得.(2分)
(3)由上式可知,当时,即
时,S有最大值,即
(3分)