问答题 如图所示,质量为m的质点在半径为r的光滑球面上从最高点静止开始下滑,球固定不动,角度定义如图,势能零点选在最高点处。试求:
问答题 当质点还在球面上时,以角度为变量的势能函数;
【正确答案】以顶点处为势能零点,则势能Ep=-mgr(1-cosθ) 。 (1)
【答案解析】
问答题 当质点还在球面上时,以角度为变量的动能函数;
【正确答案】根据机械能守恒,得出,因此,动能
【答案解析】
问答题 当质点还在球面上时,以角度为变量的径向和切向加速度;
【正确答案】由第(2) 式得出v2=2gr(1-cosθ) ,所以径向加速度为
【答案解析】
问答题 质点离开球面时的角度;
【正确答案】当质点离开球面时,球面对质点的支持力为N=0,此时
【答案解析】
问答题 质点落地时水平方向前行的距离。
【正确答案】离开球面的点与地面的高度为,则。求得下落时间
则落地点距球心的水平距离为s=rsinθ+Vtcosθ,
【答案解析】