- 钟楼区高三物理
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相关例题:
题目:
【高三物理】一质量为m的小球从高为H处自由下落,进入半径为R的圆形轨道,求小球在最低点时对轨道的压力。
解题思路:
1. 小球自由下落,根据机械能守恒定律可求得小球在最低点的速度;
2. 小球进入圆形轨道,根据牛顿第二定律求得向心力,再根据压力与向心力关系求得小球在最低点时对轨道的压力。
解题过程:
【分析】
小球从高为H处自由下落,根据机械能守恒定律可得:
mgH = 1/2mv² + 0
小球进入圆形轨道,受到重力与轨道的支持力作用,根据牛顿第二定律可得:
F - mg = mRω²
其中,ω为小球在最低点的角速度。
联立以上两式可得:
F = m(g + Rω²) = m(g + R√(2H/g))
又因为小球在最低点时对轨道的压力等于轨道对小球的支撑力,所以有:
N = F + mg = 2mg + R√(2H/g)
所以,小球在最低点时对轨道的压力为N = 2mg + R√(2H/g)。
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