题目内容
【题目】如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道BC在B点平滑连接,半圆形轨道半径为R,AB段长为4R,质量为m的小滑块(可视为质点)在水平恒力F(F为未知量)作用下,从A点由静止开始运动,经B点时撤去力F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道运动到最高点C,从C点水平飞出。重力加速度为g.求:
(1)滑块通过C点时的速度大小;
(2)滑块刚进入半圆形轨道时,在B点对圆轨道压力的大小;
【答案】(1)10m/s;(2) 9N
【解析】
(1)设滑块从C点飞出时的速度为vC,从C点运动到A点时间为t,滑块从C点飞出后,做平抛运动,有:2R=gt2,x=vCt;
所以有:vC==10m/s;
(2)物体从B到C过程满足机械能守恒,取AB 面为重力势能面,有:
mvB2=mvC2+2mgR
设滑块在B点受轨道的支持力为FN,根据牛顿第二定律
FN-mg=
联立解得:FN=9N
依据牛顿第三定律,滑块在B点对轨道的压力大小为9N
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