(2013?山西模拟)如图所示,一光滑水平面内有一半径为R的圆,一质量为m的物体(可看做质点)沿图中直线

2025-05-22 05:02:26
推荐回答(1个)
回答1:

解:
(1)过b点和O点做垂直于沿图中直线的垂线,分别于直线交与c和d点,由几何关系知,线段ac、bc和过a、b两点的轨迹圆弧的两条半径围成一正方形,如图:
因此
ab=bc=r
设cd=x,圆心O到直线的距离为

3
5
R,则ad=
4
5
R
,由几何关系得:
ac=
4
5
R+x

bc=
3
5
R+
R2?x2

联立解得:
r=
7
5
R

(2)粒子在F2的作用下做类平抛运动,设其加速度大小为a,物体在圆形区域内运动的时间为t,由牛顿第二定律得:
F2=ma①
由运动学公式得:
r=
1
2
at2

r=vt③
由②③解得:
a=
2v2
r

带入①得:
F2=m
2v2
r
2mv2
r

粒子在水平面内做匀速圆周运动,设粒子在a点的速度为v,圆周的半径为r,由向心力公式得:
F1=m
v2
r

故:
F2=2F1
答:
(1)物体做匀速圆周运动的半径r=
7
5
R

(2)F2大小为2F1