Question

【题目】如图是翻滚过山车的模型，光滑的竖直圆轨道半径为R=2m，入口的平直轨道AC和出口的平直轨道CD均是粗糙的，质量m=2kg的小车与水平轨道之间的动摩擦因数均为=0．5．加速阶段AB的长度为=3m，小车从A点由静止开始受到水平拉力F=60N的作用，在B点撤去拉力，g取10m/s2,试问：

（1）要使小车恰好通过圆轨道的最高点，小车在C点的速度为多少？

（2）满足第（1）的条件下，小车沿着出口平轨道CD滑行多远的距离？

（3）要使小车不脱离轨道，平直轨道BC段的长度范围？

Answer 1

【答案】（1）10m/s

（2）10m

（3）或

【解析】

试题分析：（1）小车恰好通过圆轨道的最高点

由机械能守恒定律

解得

（2）根据动能定理：

解得

（3）根据动能定理：

得

得

BC满足或