题目内容

如图所示,是在竖直平面内由斜面和半径为R的圆形轨道分别与水平面相切连接而成的光滑轨道。质量为m的小物块从斜面上距水平面高为h=2.5R的A点由静止开始下滑,物块通过轨道连接处的B、C点时,无机械能损失。求:

(1)小物块通过B点时的速度vB大小;

(2)小物块通过圆形轨道最低点C时轨道对物块的支持力F的大小;

(3)小物块能否通过圆形轨道的最高点D?

解(1)物块从A点到B点的过程中,由机械能守恒定律得

  解得:

(2)物块从B至C做匀速直线运动,∴               (1分)

   物块通过圆形轨道最低点C时,由牛顿第二定律:       (2分)

   得:F=6mg

(3)若物块能从C点运动到D点,由动能定理得:

                                                              (2分)

   解得:                                            (1分)

   物块通过圆形轨道的最高点的最小速度为,由牛顿第二定律得;

                                                 (2分)

                                                                                      (1分)

   可知物块能通过圆形轨道的最高点                            (1分)

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