题目内容

一质量为m的小物块,由静止开始,沿半径为R的
1
4
圆弧轨道(轨道光滑)上端滑至末端时,对轨道的压力(  )
分析:物块从光滑的圆弧轨道下滑过程中,只有重力做功,机械能守恒,由机械能守恒定律求出物块滑到轨道末端时的速度大小.物块滑到轨道末端时,由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出轨道的支持力,由牛顿第三定律得到物块对轨道的压力.
解答:解:设物块滑到轨道末端时的速度大小为v,根据机械能守恒定律得
   mgR=
1
2
mv2

得到v=
2gR

物块经过轨道末端时,由牛顿第二定律得
   N-mg=m
v2
R

代入解得,轨道对物块的支持力大小为N=3mg,方向竖直向上则由牛顿第三定律得:物块对轨道的压力大小为N′=3mg,方向竖直向下.
故选D
点评:本题是机械能守恒定律和牛顿运动定律结合处理圆周运动动力学问题,本题的结论N=3mg与轨道半径无关.
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