如图所示,在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径为R=0.4m,轨道最高点A与圆心O等高.有一倾角θ=3

2025-05-08 15:30:44
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回答1:

(1)设小球到达B点的速度为vB,由动能定理有:
  mgR+qER=

1
2
m
v
?0…①
 在B点,由牛顿第二定律得:NB?(mg+qE)=m
v
R
…②
由牛顿第三定律得:N′B=-NB…③
联解①②③得:NB=1.2N,方向竖直向下.…④
(2)设小球由B点到D点的运动时间为t,加速度为a,下落高度为h有:
 
vB
at
=tanθ
…⑤
  Eq+mg=ma…⑥
  h=
1
2
at2
…⑦
  UBD=Eh…⑧
联解①⑤⑥⑦⑧得:UBD=120V…⑨
(3)作出小球与物块的运动示意如图所示,设C、D间的距离为x,由几何关系有:x=
H?h
sinθ
…⑩
设物块上滑加速度为a′,由牛顿运动定律有:
  mgsinθ+μmgcosθ=ma′…?
根据题意,要物块与小球相遇,有:
v
2a′
≥x
…?
联解⑩??得:v0
4
15
5
≈3.10m/s
…?
答:
(1)小球经过B点时对轨道的压力NB为1.2N.
(2)B、D两点间电势差UBD为120V.
(3)物块上滑初速度v0满足的条件为v0≥3.10m.

回答2:

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