题目内容

如图所示，粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点，圆弧轨道的半径为R，C点在圆心O的正下方，D点与圆心O在同一水平线上，∠COB=θ．现有质量为m的物块从D点无初速释放，物块与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g．求：
（1）物块第一次通过C点时对轨道压力的大小；
（2）物块在斜面上运动离B点的最远距离．

【答案】分析：物块从D到C，根据机械能守恒定律得C点速度．
物块经C点，根据牛顿第二定律求得通过C点时对轨道压力的大小．
小物体通过圆弧轨道后，由动能定理求得物块在斜面上运动离B点的最远距离．
解答：解：（1）物块从D到C，根据机械能守恒定律，得

物块经C点，根据牛顿第二定律，得

由以上两式得支持力大小FN=3mg  
由牛顿第三定律得，物块对轨道的压力大小为3mg．
（2）小物体通过圆弧轨道后，在斜面上运动到最大距离S时速度为0，
由动能定理可得mgRcosθ-mgSsinθ-μmgScosθ=0
故 
答：（1）物块第一次通过C点时对轨道压力的大小是3mg；
（2）物块在斜面上运动离B点的最远距离是．
点评：本题考查了圆周运动中牛顿第二定律相关公式的应用，在不涉及到具体的运动过程或求变力做功时，运用动能定理解题比较简洁、方便．
练习册系列答案
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（1）火药炸完瞬间A的速度vA；
（2）滑块B、C和弹簧K构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能Ep．（弹簧始终未超出弹性限度）．
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当滑块A置丁斜面上且受到大小F=4N、方向乖直斜面向下的恒力作用时，恰能向下匀速运动．现撤去F，让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止下滑．（g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8），求：
（1）滑块A到达斜面底端时的速度大小？
（2）滑块A与B接触后粘连在一起，求此过程损失的机械能？
（3）二个滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中，弹簧的最大弹性势能．
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