题目内容
【题目】如图所示,竖直面内的曲线轨道AB的最低点B的切线沿水平方向,且与一位于同一竖直面内、半径R =0.40 m的光滑圆形轨道平滑连接.现有一质量m =0.10 kg的滑块(可视为质点),从位于轨道上的A点由静止开始滑下,滑块经B点后恰好能通过圆形轨道的最高点C. 已知A点到B点的高度h=1.5 m,重力加速度g=10 m/s2,空气阻力可忽略不计,求:
(1) 滑块通过圆形轨道B点时的速度大小;
(2) 滑块通过圆形轨道B点时对轨道的压力大小;
(3) 滑块从A点滑至B点的过程中,克服摩擦阻力所做的功.
【答案】(1) (2)6N,方向向上;(3)0.5J
【解析】(1)因滑块恰能通过C点,对滑块在C点,根据牛顿第二定律有: ,代入数据解得:vC=2m/s,
对于滑块从B点到C点的过程,根据机械能守恒定律有: mvB2=mvC2+2mgR,
解得:
(2)滑块在B点受重力mg和轨道的支持力FN,根据牛顿第二定律有FN-mg=m,
代入数据解得:FN=6mg=6N,
根据牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力大小FN′=6N.
(3)滑块从A点滑至B点的过程中,根据动能定理有:
mgh-W阻=mvB2-0,
代入解得:W阻=0.5J.
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