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精英家教网如图所示,将一质量为m的小球从竖直面内的四分之一光滑圆弧轨道的a点由静止释放,则小球到达圆弧轨道最低点b时对圆弧轨道的压力为(  )
A、mgB、2mgC、3mgD、4mg
分析:根据机械能守恒定律求出小球到达b点的速度,结合牛顿第二定律求出小球到达圆弧的b点时轨道对小球的支持力,从而求出小球对圆弧的压力大小.
解答:解:设小滑块运动到b点的速度为v.小球从a滑到b,只有重力做功,机械能守恒,则有:
mgR=
1
2
mv2
…①
在b点,由重力和轨道的支持力合力提供向心力,由牛顿第二定律:
N-mg=m
v2
R
…②
联立①②解得小球在b点所受支持力N=3mg.
根据牛顿第三定律得:在b点,滑块对圆弧轨道的压力N′=N=3mg.
故选:C
点评:本题根据机械能守恒定律和牛顿运动定律结合,求出支持力N=3mg,这个结论与轨道半径R无关,经常用到这个结论,要理解并记牢.
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