题目内容
(10分)如图所示,半径R=2.5m的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg的小滑块(可视为质点)静止在A点。一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动,经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上的D点。经测量,D、B间的距离s1=10m,A、B间的距离s2=14m,滑块与水平面的动摩擦因数µ=0.20,重力加速度g=10m/s2。求:
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(1)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力;
(2)滑块在A点受到的瞬时冲量大小。
解析:
(1)设滑块从C点飞出时的速度为vc,从C点运动到D点时间为t
滑块从C点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R=
gt2(1分)
水平方向:s1=vCt(1分)
解得:vC=10m/s(1分)
设滑块通过B点时的速度为vB,根据机械能守恒定律
mv
=
mv
+2mgR(1分)
解得: vB=10
m/s(1分)
设在B点滑块受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律
N-mg=m
(1分)
解得:N= 45N(1分)
(2)滑块从A点运动到B过程由动能定理
(1分)
(1分)
解得:
(1分)
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