EJU 2016 年第 1 回 物理 第 6 题

考点
匀速圆周运动、机械能守恒
领域
力学
难度
中等
标准答案
②

解析摘要

标准解析

用离轨条件与能量守恒联立初速

研究对象始终是小物体。它在 A 到 B 的接触运动中受到重力和圆柱的支持力;表面光滑,所以机械能守恒。关键边界是 B 点恰好离开表面,此时支持力变为零。

  1. 在 B 点列向心方向方程

    取从 B 指向圆心 O 的方向为向心方向。该方向与竖直向下的重力夹角为 θ\theta,故重力的向心分量为 mgcos⁡θmg\cos\theta。离轨瞬间 N=0N=0,因此

    mvB2r=mgcos⁡θ,\frac{m v_B^2}{r}=mg\cos\theta,

    即 vB2=grcos⁡θv_B^2=gr\cos\theta。

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