题目内容
【题目】如图所示,倾角为37°的光滑斜面与一圆心为O的竖直光滑圆轨道相切于B点,轨道半径,质量的滑块从A点以一定的初速度沿斜面向下运动,A、O、D位于同一水平直线上,O、E为圆轨道的最低点和最高点,滑块经过圆轨道最高点恰好又落到斜面上A点,滑块可视为质点,重力加速度g取,,,求:
(1)滑块对轨道E点的压力大小(结果可用分式表示);
(2)滑块的初速度大小(结果可用根式表示)。
【答案】(1)滑块对轨道E点的压力大小是;(2)滑块的初速度大小是。
【解析】
(1)研究滑块从E点运动到A点的过程,根据平抛运动的规律求出滑块经过E点时的速度。在E点,对滑块,根据牛顿第二定律求得轨道对滑块的压力,从而得到滑块对轨道的压力。(2)对滑块从A经B、C、D运动到E的过程,利用机械能守恒定律求初速度大小。
(1)根据几何关系可知:
,
滑块从E点运动到A点做平抛运动,则有:
,
,
联立解得:
,
在E点,对滑块,根据牛顿第二定律得:
,
解得:
,
根据牛顿第三定律知,滑块对轨道E点的压力大小为:
;
(2)滑块从A经B、C、D运动到E的过程,根据机械能守恒定律得:
,
解得:
。
练习册系列答案
相关题目