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题目:
【高三物理】一质量为m的小球从高度为H处自由下落,进入一竖直放置的半径为R的圆筒内,已知圆筒的摩擦因数为μ,求小球能够进入圆筒的最大高度Hm。
解题思路:
1. 小球自由下落,根据自由落体运动规律,可求得小球到达圆筒时的速度;
2. 小球进入圆筒后,受到圆筒的摩擦力作用,做减速运动,根据动能定理可求得小球能够进入圆筒的最大高度;
3. 结合运动学公式和动能定理求解。
解题过程:
1. 小球自由下落,根据自由落体运动规律:
mgH = (1/2)mv² (1)
2. 小球进入圆筒后,受到圆筒的摩擦力作用做减速运动,设小球能够进入圆筒的最大高度为Hm,根据动能定理:
-μmgR = (1/2)mv² - (1/2)mv² (2)
3. 将(1)式代入(2)式,解得:
Hm = (mgR)/(μg) + H
答案:小球能够进入圆筒的最大高度为(mgR)/(μg) + H。