题目内容

图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图.整个轨道在同一竖直平面内.表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切,A点距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R.圆心O恰在水面,一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB上任意位置滑下,不计空气阻力.

(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,OD=2R,求游客滑到的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf.

(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h.(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F向=m)

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