小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时撤去外力,然后,小球冲上竖直平面内固定的光滑圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处,如图所示.试求小球在AB段运动的加速度大小(不计各处摩擦). (g =10 m/s2)
小球在外力作用下,由静止开始从A点出发做匀加速直线运动,到B点时撤去外力,然后,小球冲上竖直平面内固定的光滑圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处,如图所示.试求小球在AB段运动的加速度大小(不计各处摩擦). (g =10 m/s2)
解析：
要题的物理过程可分三段：从A到孤匀加速直线运动过程；从B沿圆环运动到C的圆周运动，且注意恰能维持在圆环上做圆周运动，在最高点满足重力全部用来提供向心力；从C回到A的平抛运动。
根据题意，在C点时，满足
①
从B到C过程，由机械能守恒定律得
②
由①、②式得
从C回到A过程，满足
③
水平位移s=vt，
④
由③、④式可得s=2R
从A到B过程，满足
⑤
∴