(08年南汇中学月考)(12分)如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图像如图,g以10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为20m/s,为使 小球能沿轨道运动,x的最大值为多少?
(08年南汇中学月考)(12分)如图所示,在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图像如图,g以10m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少?
(2)若小球在最低点B的速度为20m/s,为使 小球能沿轨道运动,x的最大值为多少?
(1)设轨道半径为R,由机械能守恒定律;
……………(1)(2分)
对B点: ………(2)(2分)
对A点: ……(3)(2分)
由(1)(2)(3)式得:两点的压力差: …(4)
由图象得:截距 ………(5)(2分)
(2)因为图线的斜率所以
……(6)(2分)
在A点不脱离的条件为: ……(7)(2分)
由(1)(6)(7)式得: ………(8)(2分)