试题分析:(1) 得: (2)从A→D: 得: 第一次在D处:(假设轨道对环的力是向下的) 得: 所以环对轨道的作用力是竖直向上的,大小为 (3)假设小环第n次向左过D时(n为大于等于1的整数),速度设为 由动能定理得: >0 n<,所以最多向左第3次通过D点 假设小环第k次向左过大圆轨道最高点G时,速度设为由动能定理得:
>0 k<,所以最多向左第2次通过G点 如果环能第2次向右过G点,说明最终环在FE之间,所以要证明是否能第2次能向右过G点,设第2次向右过G点时速度为 由动能定理得: 即: 显然是动能不可能为负的,说明不会第2次向右过G点,也就不可能出现第3次向左过D点。 所以,过D点的次数为3次(2次向左1次向右) 当环第2次向左过G点后,环只能在G的左侧做往复运动,最后停在IH轨道上的某处设环在“IH”直轨上的运动路程为
得,是3a的7倍,所以小环最终停在I处。 |