Question

如圖所示,BC為半徑等于豎直放置的光滑細(xì)圓管，O為細(xì)圓管的圓心，在圓管的末端C連接傾斜角為45⁰、的足夠長(zhǎng)粗糙斜面，一質(zhì)量為m=0.5kg的小球從O點(diǎn)正上方某處A點(diǎn)以V₀水平拋出，恰好能垂直O(jiān)B從B點(diǎn)進(jìn)入細(xì)圓管，小球從進(jìn)入圓管開始受到始終豎直向上的力F=5N的作用，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到圓管的末端C時(shí)作用力F立即消失，能平滑的沖上粗糙斜面。（g=10m/s²）

求：
（1）小球從O點(diǎn)的正上方某處A點(diǎn)水平拋出的初速度v₀為多少？
（2）小球在圓管中運(yùn)動(dòng)對(duì)圓管的壓力是多少？
（3）小球在CD斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移是多少？

Answer 1

（1）（2）（3）

解析試題分析：(1)小球從A運(yùn)動(dòng)到B為平拋運(yùn)動(dòng)，有：
  在B點(diǎn)有   解以上兩式得：
（2）在B點(diǎn)據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的速度規(guī)律有：
小球在管中的受力分析為三個(gè)力：得小球在管中以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律得細(xì)管對(duì)小球的作用力
據(jù)牛頓第三定律得小球?qū)��?xì)管的壓力
(3) 據(jù)牛頓第二定律得小球在斜面上滑的加速度為：

據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：
小球在CD斜面上運(yùn)動(dòng)的最大位移
考點(diǎn)：圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律、平拋運(yùn)動(dòng)
點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了圓周運(yùn)動(dòng)向心力求解，平拋運(yùn)動(dòng)的綜合運(yùn)用，通過牛頓第二定律分析物體沿直線運(yùn)動(dòng)。