题目内容

【题目】如图,竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向,且与一位于同一竖直面内、半径R=0.40m的光滑圆形轨道平滑连接.现有一质量m=0.10kg的滑块(可视为质点),从位于轨道上的A点由静止开始滑下,滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C.已知A点到B点的高度h=1.5m,重力加速度g=10m/s2 , 空气阻力可忽略不计,求:

(1)滑块通过圆形轨道B点时对轨道的压力大小;
(2)滑块从A点滑至B点的过程中,克服摩擦阻力所做的功.

【答案】
(1)

解:因滑块恰能通过C点,对滑块在C点,

根据牛顿第二定律有:mg=m ,代入数据解得:vC=2m/s,

对于滑块从B点到C点的过程,根据机械能守恒定律有:

mvB2= mvC2+2mgR,

滑块在B点受重力mg和轨道的支持力FN

根据牛顿第二定律有FN﹣mg=m

代入数据解得:FN=6mg=6N,

根据牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力大小FN′=6N


(2)

解:滑块从A点滑至B点的过程中,根据动能定理有:

mgh﹣W= mvB2﹣0,

代入解得:W=0.5J


【解析】(1)滑块做圆周运动,应用牛顿第二定律与机械能守恒定律可以求出支持力,然后求出压力.(2)从A到B过程应用动能定理可以求出阻力做的功.

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