如图,位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成,圆弧半径Oa水平,b点为抛物线顶点。已知h=2m,,s=
。取重力加速度大小
。
18.一小环套在轨道上从a点由静止滑下,当其在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,求圆弧轨道的半径;
19.若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下,求环到达c点时速度的水平分量的大小。
一小环套在bc段轨道运动时,与轨道之间无相互作用力,则说明下落到b点时的速度,使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合,故有①,
②,
从ab滑落过程中,根据动能定理可得③,联立三式可得
平抛运动、动能定理解决
物理过程的分析
下滑过程中,初速度为零,只有重力做功,根据动能定理可得④
因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等,设为,则根据平抛运动规律可知
⑤,
根据运动的合成与分解可得⑥
联立①②④⑤⑥可得
根据平抛运动规律、运动的合成与分解可得求解
速度的合成与分解