题目内容
【题目】如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道。光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处C、D之间留有很小的空隙，刚好能够使小球通过，C、D之间距离可忽略。粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h。从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s。已知小球质量为m，不计空气阻力，求:
（1）小球从E点水平飞出时的速度大小;
（2）小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力;
（3）小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功。
【答案】（1）
（2）
（3）mg（h4R）
【解析】试题分析：（1）小球从E点水平飞出做平抛运动，设小球从E点水平飞出时的速度大小为vE，由平抛运动规律得：s=vEt
4R＝
gt2
联立解得： 
（2）小球从B点运动到E点的过程，机械能守恒，根据机械能守恒定律得： 
mvB2＝mg4R+
m vE2
解得： 
在B点，根据牛顿第二定律得：
得： 
由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为
，方向竖直向下
（3）设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W，则
mg（h4R）W＝
m vE2
得W＝mg（h4R）
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