题目内容

【题目】如图所示,在粗糙水平面上竖直固定半径为R=10 cm的光滑圆轨道,质量为m=4 kg的物块静止放在粗糙水平面上的A处,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,AB的间距L=0.76 m,现对物块施加大小为F=25N,方向与水平方向成370角的恒定拉力,使其沿粗糙水平面做直线运动,到达B处将拉力F撤去,物块沿竖直光滑圆轨道运动,重力加速度g取10 m/s2 ,物块可视为质点.求:

(1)物块到达与圆心等高处C处时的动能;

(2)试判断物块是否可以通过圆轨道最高点;若不能,物块离开圆轨道时距B点的高度是多少?(提示:在圆周运动过程中的任一点,质点所受的向心力与其速度的关系为

【答案】(1)3.6J;(2)16cm;

【解析】解:(1)从A点到B点的过程中

解得:

2)若物块恰好通过最高点,则在最高点有

B点到最高点的过程中:

解得: 所以不能到达最高点

设离开圆轨道的点C和圆心连线与水平方向夹角为,则从B点到C点的过程中,根据机械能守恒:

C点:

CB点的高度

解得:H=16cm

综上所述本题答案是:(1)3.6J;(2)16cm

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