题目内容


如图所示,水平光滑轨道AB与竖直半圆形光滑轨道在B点平滑连接,AB段长x=2.5m,半圆形轨道半径R=0.9m。质量m=0.10kg的小滑块(可视为质点)在水平恒力F作用下,从A点由静止开始运动,经B点时撤去力F,小滑块进入半圆形轨道,沿轨道恰好能运动到最高点C,然后从C点水平飞出。重力加速度g取10m/s2。求:

(1)滑块落地点与B点的水平距离;

(2)滑块刚进入半圆形轨道时,在B点对轨道的压力大小;

(3)水平力F 的大小。


解: (1)由于滑块C恰好能通过C点,由得:

所以滑块从C点抛出的速度为 3m/s       —————2 分

滑块下落的时间 0.6s;

故滑块落地点与B点的水平距离3×0.6m=1.8m    —————2 分

(2)滑块从B到C,遵循机械能守恒定律,则:

                      —————2 分

滑块在B点,应用牛顿第二定律可得:  —————1分

联立以上两式,得: 6N                            —————1 分

根据牛顿第三定律得,在B点滑块对轨道压力的大小为6N—————1 分

(3)滑块在经过AB段时,根据动能定理得:  ————2 分

故拉力F=0.9N                                   —————1 分

 

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