一球质量为M,静止在光滑的轨道上,现以水平力击打小球,

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/18 01:28:34
一球质量为M,静止在光滑的轨道上,现以水平力击打小球,是小球能通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C(即从一圆的最低点划至最高点,位移为圆的直径)则水平力对小球所做的功至少为多少?

在最高点,V=√(gR)
最低点到最高点,机械能守恒:V'=√(V^2+2g*2R)=√(5gR)

水平力对小球所做的功:W=(1/2)mV'^2=5mgR/2

为使小球能到达最高点,应有mv^2/R=mg,所以v=(gR)^1/2
所以W=1/2*mv^2+mg(2R)=3mgR

当小球恰好能通过C点时,所求的功最小。这时后小求获得的动能就等于水平力做的功,这时的动能又等于小球从圆最底点到C点的重力势能。因此答案为2mgR。

使小球能到达最高点,mv^2/R=mg(并不是0)
机械能守恒求出水平力对小球所做的功w=3mgr