题目内容

(15分)如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(g取10m/s2).求:

(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中克服摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小和方向。 

(1)1.5J   (2)4.5N  (3)

解析试题分析:(1)小滑块沿圆弧轨道滑到B点的运动过程,根据动能定理:

解得:
(2)小滑块经过B点时,设圆弧轨道对小滑块的支持力为,由牛顿第二定律,可得:

解得:
由牛顿第三定律,可知小滑块对圆弧轨道的压力:
(3)小滑块离开圆弧轨道后,做平抛运动,设落地速度为
落地时,竖直方向分速度
小滑块着地时的速度大小为:

方向与水平方向成
考点:本题考查了圆周运动和平抛运动的综合应用。

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