如图所示,半径为R,内径很小的光滑固定半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B,以不同的速度进入管内,A通过最高点C时,对管壁上部的压力为8mg,B通过最高点时,对管壁下部的压力为0.75mg.求A

所属学校:学历教育 科目:高中物理 2024-10-28 09:00:00 高中物理

如图所示,半径为R,内径很小的光滑固定半圆管竖直放置,两个质量均为m的小球A、B,以不同的速度进入管内,A通过最高点C时,对管壁上部的压力为8mg,B通过最高点时,对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离.

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【答案】

解:两个小球通过最高点C时,受重力和管壁的作用力,这两个力的合力作为向心力,离开轨道后两球均做平抛运动,A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差.

在C点,由牛顿第二定律得:

对A球有:9mg+mg=m 1 ,解得:vA=3 2

对B球有:mg﹣0.75mg=m 3 ,解得:vB= 4

由平抛运动规律可得落地时它们的水平位移分别为:

sA=vAt=vA5 =3 2 × 5 =6R

sB=vBt=vB5 =R

则有:sA﹣sB=5R

即A、B两球落地点间的距离为5R.

答:A、B两球落地点间的距离为5R.

【解析】

认真审题,首先需要了解向心力(向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力).

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