如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m , θ=60 0,小球到达A点时的速度 v=4 m/s 。(取g =10 m/s2)求:
1.小球做平抛运动的初速度v0 ;
2. P点与A点的水平距离和竖直高度;
3.小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
如图,一个质量为0.6kg 的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。已知圆弧的半径R=0.3m , θ=60 0,小球到达A点时的速度 v=4 m/s 。(取g =10 m/s2)求:
1.小球做平抛运动的初速度v0 ;
2. P点与A点的水平距离和竖直高度;
3.小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
1.2m/s
2.0.69m
3.8N 方向竖直向上
解析:(1)小球到A点的速度如图所示,由图可知
(2)
由平抛运动规律得:
(3)取A点为重力势能的零点,由机械能守恒定律得:
-
代入数据得:
由圆周运动向心力公式得:
代入数据得:
由牛顿第三定律得:小球对轨道的压力大小,方向竖直向上