Question

【題目】如圖所示為演示平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)裝置。圖中水平放置的底板上豎直地固定有M板和N板。M板上部有一半徑為R的圓弧形的軌道，P為最高點(diǎn)，Q為最低點(diǎn)，Q點(diǎn)處的切線水平，距底板高為H。N板上固定有三個(gè)圓環(huán)，將質(zhì)量為m的小球從P處?kù)o止釋放小球運(yùn)動(dòng)至Q飛出后無(wú)阻礙地通過(guò)各圓環(huán)中心，落到底板上距Q水平距離為L處。不考慮空氣阻力，重力加速度為g。求：

(1)距Q水平距離為的圓環(huán)中心到底板的高度；

(2)小球運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)速度的大小以及對(duì)軌道壓力的大小和方向。

Answer 1

【答案】(1)，(2)速度為，壓力大小為，方向豎直向下。

【解析】

(1)根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：

解得：

所以距水平距離為的圓環(huán)中心離底板的高度為：

；

(2)由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律：

解得：

由牛頓第二定律，可得，在點(diǎn)有：

解得：

根據(jù)牛頓第三定律，則小球在點(diǎn)對(duì)軌道的壓力：

方向豎直向下。