题目内容

如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地从A进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=106°，平台与AB连线的高度差为h=0.8m．（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求
（1）小孩平抛的初速度大小．
（2）若小孩运动到圆弧轨道最低点O时的速度为vx=
33
m/s，则小孩对轨道的压力为多大．
分析：（1）将A点的速度进行分解，平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，求出A点在竖直方向上的分速度，抓住无碰撞地从A进入，根据角度关系求出水平分速度，即为平抛运动的初速度．
（2）在最低点，重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力，根据FN-mg=m
v
2
x
R
求出支持力的大小，从而求出小孩对轨道的压力．
解答： 解：（1）由于小孩无碰撞进入圆弧轨道，即小孩落到A点时速度方向沿A点切线方向（如图），
则：tanα=
vy
vx
=
gt
v0
=tan530
又由：h=
1
2
gt2得：t=
2h
g
=0.4s
而：vy=gt=4m/s                       
联立以上各式得：v0=3m/s                      
（2）在最低点，据牛顿第二定律，有：FN-mg=m
v
2
x
R

代入数据解得 FN=1290N
由牛顿第三定律可知，小孩对轨道的压力为1290N．
点评：解决本题的关键抓住无碰撞地从A进入，得出速度的方向．知道平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动．以及知道知道在圆弧轨道的最低点，沿半径方向上的合力提供圆周运动的向心力．
练习册系列答案
相关题目
（2008?南开区模拟）如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点进入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=106°，平台与AB连线的高度差为h=0.8m  （计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：
（1）小孩平抛的初速度
（2）小孩运动到圆弧轨道最低点O时对轨道的压力．
如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视为质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离以3m/s的速度从平台右侧水平滑出，而后恰能无碰撞地沿圆弧切线方向从A点进入竖直面内的光滑圆弧轨道，并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．对应圆心角θ=106°，当小孩通过圆弧最低点时，对轨道的压力大小为915N．（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）求：
（1）小孩自滑离平台至进入圆弧轨道所用的时间
（2）圆弧轨道的半径．
如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为m=30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后作平抛运动，恰能沿圆弧从A点进入竖直平面内的光滑圆弧轨道，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径R=2.0m，对应圆心角为θ=106°，平台与AB连线的高度差为h=0.8m．（g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6）
（1）小孩从平台滑出的速度
（2）小孩运动到圆弧轨道最低点时对轨道的压力．
精英家教网如图所示，一玩滚轴溜冰的小孩（可视作质点）质量为30kg，他在左侧平台上滑行一段距离后平抛，恰能无碰撞地从A进入光滑竖直圆弧轨道并沿轨道下滑，A、B为圆弧两端点，其连线水平．已知圆弧半径为R=1.0m，对应圆心角为θ=106°，平台与AB连线的高度差为h=0.8m．（计算中取g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，不计空气阻力）．求：
（1）小孩平抛的初速度
（2）小孩运动到达圆弧轨道最低点O时的动能
（3）小孩运动到达圆弧轨道最低点O时对轨道的压力．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网