如圖所示,在水平地面上有一圓弧形凹槽ABCD。AC連線與地面相平,凹槽ABC是位于豎直平面內以O為圓心、半徑為R的一段圓弧,B為圓弧最低點,D是最高點,BD為豎直直徑,BC段粗糙,其余圓弧槽光滑,現有一質量為m的小球(可視為質點),從水平地面上P處以初速度v0斜向右上方飛出,v0與水平地面夾角為θ=37°,不計空氣阻力,該小球恰好能從A點沿圓弧的切線方向進入軌道(無機械能損失),沿圓弧ABC繼續運動后從C點進入CD圓弧槽,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)小球從P到A過程離水平面的最大高度h;
(2)小球在B點對軌道的壓力;
(3)若小球經C點后,在圓弧槽內能沿槽運動,小球從P到C過程,在BC段損失的機械能為ΔE,ΔE取值范圍是多少。
【答案】(1)小球從P到A過程離水平面的最大高度h為;
(2)小球在B點對軌道的壓力為+1.4mg,方向豎直向下;
(3)BC段損失的機械能ΔE取值范圍為或。
9
v
2
0
50
g
(2)小球在B點對軌道的壓力為
m
v
2
0
R
(3)BC段損失的機械能ΔE取值范圍為
1
2
m
v
2
0
-
0
.
8
mg
R
≤
ΔE
≤
1
2
m
v
2
0
0
<
ΔE
≤
1
2
m
v
2
0
-
2
.
3
mg
R
【解答】
【點評】
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