如图所示,一小球从斜轨道的某高度处自由滑下,然后沿竖直圆轨道的内侧运动.已知圆轨道的半径为R,重力加速度为g.
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解题思路:使小球能够通过圆轨道最高点,那么小球在最高点时应该是恰好是物体的重力作为物体的向心力,由向心力的公式可以求得此时的最小的速度,再由机械能守恒可以求得离最低点的高度h.

(1)在圆轨道的最高点,由牛顿第二定律有:mg=m

v2

R

得:v=

gR

要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在轨道最高点时的速度至少为

gR

(2)设小球的初位置比圆轨道最低点高出h时,小球刚好能通过圆轨道最高点,由机械能守恒定律有:

mg(h-2R)=[1/2mv2

解得:h=

5R

2]

答:(1)要使小球能通过圆轨道的最高点,小球在圆轨道最高点时的速度至少为

gR;

(2)如果忽略摩擦阻力,要使小球能通过圆轨道的最高点,小球的初位置必须比圆轨道最低点高出[5R/2]

点评:

本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律.

考点点评: 本题属于圆周运动中绳的模型,在最高点时应该是重力恰好做为圆周运动的向心力,对于圆周运动中的两种模型一定要牢牢的掌握住.

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