题目内容
【题目】如图所示，BCD是半径R=0.4 m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，光滑水平面AB与圆轨道在B点相切。一质量m =1 kg可以看成质点的物体静止在水平面上的A点。现用F=8 N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体沿BCD轨道运动，物体运动到D点时速度为4m/s。已知A与B之间的距离x=2 m，取重力加速度g=10 m/s。求：
（1）恒力F做的功WF；
（2）物体运动到D点时重力所做的功；
（3）在D点轨道对物体的压力大小FN。
【答案】（1）16J；（2）-8J；（3）30N
【解析】
（1）物体从A到B过程，拉力做功为：WF=Fx=8N×2m=16J；
（2）物体运动到D点时重力所做的功： WG=-mgh=-2mgR=-2×10×0.4J=-8J；
（3）在D点，重力和支持力的合力提供向心力，故：
，
代入数据解得：FN=30N；
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