题目内容
【题目】如图，倾角θ＝37°的直轨道AC与圆弧轨道CDEF在AC处平滑连接，整个装置固定在同一竖直平面内。圆弧的半径为r，DF是竖直直径，以O为圆心，E、O、B三点在同一水平线上，A、F也在同一水平线上。两个小滑块P、Q（都可视为质点）的质量都为M。已知滑块Q与轨道AC间存在摩擦力且动摩擦因数处处相等，但滑块P与整个轨道间和滑块Q与圆弧轨道间的摩擦力都可忽略不计。同时将两个滑块P、Q分别静止释放在A、B两点，之后P开始向下滑动，在B点与Q相碰，碰后P、Q立刻一起向下且在BC段保持匀速运动。已知P、Q每次相碰都会立刻合在一起运动但两者并不粘连，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，取重力加速度为g，求：两滑块进入圆弧轨道运动过程中对圆弧轨道的压力的最大值。
【答案】3.8Mg
【解析】
滑块P下滑至碰前，由机械能守恒定律得:
①
P、Q碰后一起运动，由动量守恒定律得：
②
P、Q一起运动至D点过程，有：
③
经过D点时对圆弧轨道的压力最大，有：
④
由牛顿第三定律可知，两滑块对圆弧轨道最大压力：
⑤
联立解得：
。
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