如图所示,内半径为R的光滑圆轨道竖直放置,长度比2R稍小的轻质杆两端各固定一个可视为质点的小球A和B,把轻杆水平放入圆形
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解题思路:(1)两球运动的速度相等;而小球在运动过程中机械能守恒,由机械能守恒定律可求得两球的速度大小;

(2)小球做圆周运动,由合外力充当向心力,由牛顿第二定律可求得A球对轨道的压力;

(1)设杆运动到竖直位置时,A、B两球的速度均为v1

对AB系统机械能守恒:mAg•R−mBgR=

1

2(mA+mB)v2

解得v=

2

3gR.

(2)在竖直位置时,设杆对B球的弹力为FNB,轨道对A球的弹力为FNA

对B球 mBg+FNB=mB

v2

R

解得FNB=−

1

3mg

∴杆对B球有向上的支持力,对A球有向下压力.

对A球:FNA-mAg−

1

2mg=mA

v2

R

解得FNA=

11

3mg

由牛顿第三定律,知A球对轨道的压力为[11/3mg.

答:(1)A、B两球的速度大小为

2

3gR].

(2)A球对轨道的压力为

11

3mg.

点评:

本题考点: 向心力;匀速圆周运动.

考点点评: 本题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用,要明确两球的速度大小相等.

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