如图所示,一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接,其中半圆轨道在竖直平面内,半径为R,质量为m的小球由静止在水平恒力作用下从

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  • 解题思路:(1)小球离开B点后做平抛运动,将运动沿水平方向和竖直方向分解,即可求得小球在B点的速度;A到B的过程中只有重力做功,机械能守恒,路程公式,即可求得小球在A点的速度;

    (2)C到A点的过程中只有拉力F做功,根据动能定理即可求得F的大小.

    (1)由平抛运动知识得,2R=vBt

    2R=

    1

    2gt2

    小球在B点的速度为:vB=

    2R

    t=

    2R

    2×2R

    g=

    Rg

    小球从A到B,由于只有重力做功,小球的机械能守恒,故有

    1

    2mvA2=mg×2R+

    1

    2mvB2

    解得:vA=

    5gR

    (2)小球从C到A,由动能定理得:F×2R=

    1

    2mvA2

    解得:F=

    5

    4mg

    答:(1)小球在A点时的速度大小为

    5gR;

    (2)水平恒力F大小为

    5

    4mg.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;机械能守恒定律.

    考点点评: 该题中,小球离开B点后做平抛运动,将运动沿水平方向和竖直方向分解是解题的关键.求出小球在B点的速度后,机械能守恒和动能定理都比较简单.

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