如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上,已知APB部分的半徑R=1.0m,BC段長L=1.5m.彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)以v0=5m/s的水平初速度從A點彈入軌道,小球從C點離開軌道隨即水平拋出,落地點D離開C的水平距離s=2m,不計空氣阻力,g取10m/s2.求:
(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度ω和加速度a的大;
(2)小球從A點運動到C點的時間t;
(3)桌子的高度h.
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(1)小球在圓軌道中點P的角速度ω=
v0
R
=
5
1
=5rad/s

加速度a=
v02
R
=
25
1
=25m/s2

(2)小球從A到B的時間t1=
πR
v0
=
3.14×1
5
=0.628s

從B到C的時間t2=
L
v0
=
1.5
5
s=0.3s

則小球從A到C的時間t=t1+t2=0.928s.
(3)小球從C到D的過程有:
2h
g
=
s
v0

解得桌子的高度h=
s2g
2v02
=
22×10
52
=0.8m

答:(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度為5rad/s,加速度為25m/s2
(2)小球從A點運動到C點的時間為0.928s.
(3)桌子的高度h為0.8m.
練習冊系列答案
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(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度ω和加速度a的大;
(2)小球從A點運動到C點的時間t;
(3)桌子的高度h.

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如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上,已知APB部分的半徑R=1.0m,BC段長L=1.5m.彈射裝置將一個小球(可視為質(zhì)點)以v0=5m/s的水平初速度從A點沿切線方向彈入軌道,小球從C點離開軌道隨即水平拋出,落地點D離開C的水平距離s=2m,不計空氣阻力,g取10m/s2.求:
(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度ω 和加速度a的大;
(2)小球從A點運動到C點的時間t;
(3)桌子的高度h.

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如圖所示,用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成的由半圓形APB(圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多)和直線BC組成的軌道固定在水平桌面上,已知APB部分的半徑R=1.0m,BC段長L=1.5m.彈射裝置將一個質(zhì)量為1kg的小球(可視為質(zhì)點)以v0=5m/s的水平初速度從A點彈入軌道,小球從C點離開軌道隨即水平拋出,桌子的高度h=1.2m,不計空氣阻力,g取10m/s2.求:
(1)小球在半圓軌道上運動時的角速度ω和向心加速度a的大小及圓管對小球的作用力大。
(2)小球從A點運動到C點的時間t;
(3)小球?qū)⒁涞降孛嫔螪點時的速度大小.

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