位于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，半径为R=10cm，OB沿竖直方向，B处切线水平，圆弧轨道上端A点距离地面高度为H，质量为m小球从A点由静止释放，最后落在地

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位于竖直平面内的1/4光滑圆弧轨道，半径为R=10cm，OB沿竖直方向，B处切线水平，圆弧轨道上端A点距离地面高度为H，质量为m小球从A点由静止释放，最后落在地面C点处，不计空气阻力，求：
（1）当H为多少时，小球落地点C与B的水平距离s最远；
（2）A、C两点的水平距离x。

答案

解：（1）由机械能守恒得

平抛后

s-vt
联立以上各式得S₂=4(RH-R₂)
所以当H=2R=20cm时，
小球落地点C与B的水平距离S最远S²=H²-(H²-4RH+4R²)=H²s=H=20cm
（2）A、C两点的水平距离x=s+R=30cm。

举一反三

用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一端固定在墙上的水平轻弹簧压缩了x（小球与弹簧不拴接），如图所示，将细线烧断后

[ ]
A.小球立即做平抛运动
B.小球的加速度立即为g
C.小球脱离弹簧后做匀变速运动
D.小球落地时动能大于mgh

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如图所示，一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点，将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力
（1）若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？
（2）欲使小球能通过C点落到垫子上，小球离A点的最大高度是多少？

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如图所示，在光滑水平面上运动的物体，刚好能越过一个倾角为α的固定在水平面上的光滑斜面做自由落体运动，落地时的速度为v，不考虑空气阻力及小球滚上斜面瞬间的能量损失，下列说法正确的是

[ ]
A.小球冲上斜面前在水平面上的速度应大于v
B.小球在斜面上运动的时间为v/gsinα
C.斜面的长度为v²/2gsinα
D.小球在斜面上运动的加速度大于gsinα

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如图所示，在同一竖直平面内两正对着的相同半圆光滑轨道，相隔一定的距离，虚线沿竖直方向，一小球能在其间运动。今在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过计算机显示出来，当轨道距离变化时，测得两点压力差与距离x的图象如右图所示。（不计空气阻力，g取10m/s²）求：
（1）小球的质量；
（2）相同半圆光滑轨道的半径；
（3）若小球在最低点B的速度为20m/s，为使小球能沿光滑轨道运动，x的最大值。

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下列说法正确的是 [ ]
A.如果物体（或系统）所受到的合外力为零，则机械能一定守恒
B.如果合外力对物体（或系统）做功为零，则机械能一定守恒
C.物体沿光滑曲面自由下滑过程中，机械能不守恒
D.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒

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