题目内容
如图所示，已知半径分别为R和r的甲、乙两个光滑的圆形轨道安置在同一竖直平面上，甲轨道左侧又连接一个光滑的轨道，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连．一小球自某一高度由静止滑下，先滑上甲轨道，通过动摩擦因数为μ的CD段，又滑上乙轨道，最后离开两圆轨道．若小球在两圆轨道的最高点对轨道压力都恰好为零．试求：
⑴分别经过C、D时的速度；
⑵小球释放的高度h；
⑶水平CD段的长度．
解析：（10分）
（1）小球在光滑圆轨道上滑行时，机械能守恒，设小球滑过C点时的速度为vc，通过甲环最高点速度为v′，根据小球对最高点压力为零，由圆周运动公式有
①（1分）
取轨道最低点为零势能点，由机械守恒定律
②（2分）
由①、②两式消去v′，可得： 
③（1分）
同理可得小球滑过D点时的速度
④（1分）
⑵小球从在甲轨道左侧光滑轨道滑至Ｃ点时机械能守恒，有
⑤（1分）
由③⑤两式联立解得：
（1分）
⑶设CD段的长度为l，对小球滑过CD段过程应用动能定理
⑥（2分）
由③④⑥三式联立解得：
． （1分）
练习册系列答案
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