综合题16.0分
物理

如图所示为固定在竖直平面内的光滑轨道ABCD,其中ABC部分是半径为R的半圆形轨道(AC是圆的直径),CD部分是水平轨道。一个质量为m的小球沿水平方向进入轨道,通过最高点A时速度大小,之后离开A点,最终落在水平轨道上。小球运动过程中所受空气阻力忽略不计,g取10m/s2。求:

15.小球落地点与C点间的水平距离;

16.小球落地时的速度方向;

17.小球在A点时轨道对小球的压力。

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

小球离开A点后做平抛运动

根据平抛运动规律有 

解得小球运动时间

解得小球落地点与C点的水平距离

解析

小球离开A点后做平抛运动

根据平抛运动规律有  

解得小球运动时间 

解得小球落地点与C点的水平距离

考查方向

平抛运动的规律

解题思路

根据平抛运动的位移规律列方程计算

易错点

基础题,不应该出错

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

设小球落地时的速度方向与水平方向的夹角为θ

解得 

解析

设小球落地时的速度方向与水平方向的夹角为θ

解得  

考查方向

平抛运动的规律

解题思路

把落地速度分解在水平方向和竖直方向,由直角三角形的边角关系可求出夹角

易错点

基础题,不应该出错

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

设小球在A点时轨道对小球的压力为[

根据牛顿第二定律  

解得:           方向竖直向下

解析

设小球在A点时轨道对小球的压力为

根据牛顿第二定律   

解得:           方向竖直向下

考查方向

圆周运动,向心力

解题思路

受力分析,由牛顿第二定理列方程计算

易错点

基础题,不应该出错