题目内容
如图,水平轨道AB与半径为R="1.0" m的竖直半圆形光滑轨道BC相切于B点.可视为质点的a、b两个小滑块质量ma=2mb="2" kg,原来静止于水平轨道A处,AB长为L=3.2m,两滑块在足够大的内力作用下突然分开,已知a、b两滑块分别沿AB轨道向左右运动,va = 4.5m/s,b滑块与水平面间动摩擦因数
,g取10m/s2.则
(1)小滑块b经过圆形轨道的B点时对轨道的压力.
(2)通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C.![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241230321262811.jpg)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032079290.gif)
(1)小滑块b经过圆形轨道的B点时对轨道的压力.
(2)通过计算说明小滑块b能否到达圆形轨道的最高点C.
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/201408241230321262811.jpg)
⑴系统的动量守恒可得mava=mbvb,①(2分 )
又ma=2mb="2" kg , va ="4.5m/s "
解得:vb ="9.0m/s " ②(1分 )
设滑块b到达B点时的速度为
,由动能定理得,
③ (2分 )
刚进入圆轨道时,设滑块b受到的支持力为FN,由牛顿第二定律得,
④ (2分 )
由牛顿第三定律
⑤(1分 )
由③④⑤得滑块b对轨道的压力
,方向竖直向下(2分 )(没有说明方向扣1分)
⑵若小滑块b能到达圆轨道最高点,速度为vC
则由机械能守恒,
⑥(2分 )
解得
⑦ (2分 )
小物块b恰能过最高点的速度为
,则
⑧(2分 )
解得,
⑨(1分 )
因
,故小滑块b不能到达圆轨道最高点C.(1分 )
又ma=2mb="2" kg , va ="4.5m/s "
解得:vb ="9.0m/s " ②(1分 )
设滑块b到达B点时的速度为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032141207.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032173814.gif)
刚进入圆轨道时,设滑块b受到的支持力为FN,由牛顿第二定律得,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032188639.gif)
由牛顿第三定律
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032204411.gif)
由③④⑤得滑块b对轨道的压力
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032219467.gif)
⑵若小滑块b能到达圆轨道最高点,速度为vC
则由机械能守恒,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032235839.gif)
解得
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032251482.gif)
小物块b恰能过最高点的速度为
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032266195.gif)
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032313565.gif)
解得,
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032329622.gif)
因
![](http://thumb.zyjl.cn/pic2/upload/papers/20140824/20140824123032360250.gif)
略
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
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