Question

小球在外力作用下,由靜止開始從A點出發(fā)做勻加速直線運動,到B點時撤去外力,然后,小球沖上豎直平面內固定的光滑圓環(huán),恰能維持在圓環(huán)上做圓周運動,到達最高點C后拋出,最后落回到原來的出發(fā)點A處,如圖所示.試求小球在AB段運動的加速度大小(不計各處摩擦). (g =10 m/s²)

Answer 1

解析：

要題的物理過程可分三段：從A到孤勻加速直線運動過程；從B沿圓環(huán)運動到C的圓周運動，且注意恰能維持在圓環(huán)上做圓周運動，在最高點滿足重力全部用來提供向心力；從C回到A的平拋運動。

根據(jù)題意，在C點時，滿足

①                                 

從B到C過程，由機械能守恒定律得      

②                 

由①、②式得

從C回到A過程，滿足③

水平位移s=vt，④

由③、④式可得s=2R

從A到B過程，滿足⑤

∴