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问题: 抛体问题

如图 一小球以某一速度水平抛出 问在不碰到半径为R的四分之一圆的情况下 落地时的水平距离最近为多少

解答:

要使小球的水平射程最小,只有使小球的水平初速度最小,那么在不碰到四分之一圆弧的情况下,小球的最小水平速度为多少呢?
你应该知道,小球速度很小时,它一定会顺着四分之一圆弧轨道下滑,做的是竖直平面内的圆周运动。在圆弧的最高点,小球的速度就是平抛的初速度,这个速度很小时,小球所需要的向心力也较小,则小球受到两个力,重力和支持力,如图
根据牛顿第二定律:
mg-N=m
随着初速度V的增大,N逐渐减小,到N=0时,意味着小球刚好能够脱离圆弧轨道做平抛运动,此时小球的速度即为不碰到圆弧的最小速度。此时有
mg= m ……(1)
设小球做平抛运动的时间为t,则有
H=R= gt2…… (2)
小球的水平位移为
X=Vt…… (3)
由以上(1)(2)(3)联立可解得X= R
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