试题详情
- 简答题 如图所示,一个质量为m的小球,从内壁为半球形的容器边缘点A滑下.设容器质量为m′,半径为R,内壁光滑,并放置在摩擦可以忽略的水平桌面上.开始时小球和容器都处于静止状态.当小球沿内壁滑到容器底部的点B时,受到向上的支持力为多大?
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根据水平方向动量守恒定律以及小球在下滑过程中机械能守恒定律可分别得
式中vm、vm′分别表示小球、容器相对桌面的速度.由式(1)、(2)可得小球到达容器底部时小球、容器的速度大小分别为
由于小球相对地面运动的轨迹比较复杂,为此,可改为以容器为参考系(非惯性系).在容器底部时,小球相对容器的运动速度为
在容器底部,小球所受惯性力为零,其法向运动方程为
由式(3)、(4)可得小球此时所受到的支持力为
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