如图5所示,一固定于竖直平面内的扇形外轨道,半径为R,高度h足够

如图5所示,一固定于竖直平面内的扇形外轨道,半径为R,高度h足够小,有一半径可以忽略的小球从轨道底部冲上弧面,不计摩擦及阻力,欲使小球恰能通过轨道顶部而不脱离轨道,问小球在轨道底部的最大速度.

答案


见解析
【试题分析】
小球从底部沿轨道外侧滑至顶部的过程,可以视为小球从顶部下滑到底部的逆过程,由前面分析可知小球在底部刚要脱离轨道的最大速度为vMAX ,圆形轨道的h足够小,即0<θ≤48°12′,小球滑至顶部的速度0≤vC<,因此小球上滑的最大速度vMAX恰好等于它从顶部以vC的速度下滑到底部时恰好脱离轨道的速度,方向相反.由牛顿第二定律得
                             mgcosθ=
由几何关系可得  cosθ=
由①和②联立得   vMAX=
由机械能守恒定律mvMAX2/2=mVC2/2+mgh可得出物体到达最高点时的速度.
vC=

相关题目

一年中,地球上出现太阳直射现象的地区是 A.赤道与北回归
一年中,地球上出现太阳直射现象的地区是 A.赤道与北回归线之间   B.赤道与南回归线之间 C.南北回归线之间       D.南北极圈之间
如图,a和b都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为φ。
如图,a和b都是厚度均匀的平玻璃板,它们之间的夹角为φ。一细光束以入射角θ从P点射入,θ>φ。已知此光束由红光和蓝光组成。则当光束透过b板后
数列满足:,则的值为(   )
数列满足:,则的值为(   )
利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较
利用地窖贮藏种子、果蔬在我国历史悠久。地窖中的浓度较高,有利于(    ) A.降低呼吸强度     B.降低水分吸收   C.促进果实成熟     D.促
下列说法正确的是                            
下列说法正确的是                                          A.制普通玻璃的主要原料是烧碱、石灰石、石英    B.常用氢氟酸(HF
20. It was quite a serious accident, _____caused by careless driving. A. which
20. It was quite a serious accident, _____caused by careless driving. A. which I think was   B. I think which was C. which I think it was  D. I think which it was
在光滑水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直
在光滑水平地面上放着一个截面为半圆的柱状物体A,A与竖直粗糙墙壁之间放一圆球B,对A施加一水平向左的力F,使整个装置处于静止状态。设墙对B的
夜雨寄北 【唐·李商隐】 , 。  , 。  (1)《夜雨寄北》中蕴
夜雨寄北 【唐·李商隐】 , 。  , 。  (1)《夜雨寄北》中蕴含羁旅他乡、思乡不得的抑郁愁苦之情,并把愁苦之情融入凄凉萧瑟的景色之中的诗句是:, 。

最新题目