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【如图所示,有一类似过山车的建议轨道装置,它由弹射装置,水平轨道和竖直平面内的两个圆形轨道组成,小球被弹射后获得一个速度,依次经过水平轨道AB、第一圆轨道、水平轨道BC后,进】
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问题描述:

如图所示,有一类似过山车的建议轨道装置,它由弹射装置,水平轨道和竖直平面内的两个圆形轨道组成,小球被弹射后获得一个速度,依次经过水平轨道AB、第一圆轨道、水平轨道BC后,进入第二圆轨道完成一系列活动,B、C分别是两个圆形轨道的最低点,第一个圆轨道的半径R1=2.0m,一个质量m=1.0kg的小球(视为质点)被弹射后获得v0=12.0m/s的速度,从水平轨道左侧A点沿轨道向右运动,A、B间距离L1=6.0m,B、C间距L2=12.0m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道光滑,空气阻力忽略不计,g=10m/s2

求:(1)小球第一次通过B点时,第一圆轨道对小球支持力F的大小;

(2)如果要使小球不脱离第二圆轨道,且两圆形轨道不相互重叠,第二个圆轨道半径R2应满足的条件.

李守葆回答:
  (1)从A到B的过程,由动能定理得:-μmgL1=12mv2B-12mv20在B点,由重力和轨道支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律得:F-mg=mv2BR1联立解得:F=70N(2)小球不脱离第二圆轨道,有两种情况:Ⅰ:小球能通过第二圆...
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