Question

如图所示，质量为m=0.2kg的小物体放在光滑的

1

4

圆弧上端，圆弧半径R=55cm，下端接一长为1m的水平轨道AB，最后通过极小圆弧与倾角α=37°的斜面相接，已知物体与水平面和斜面轨道的动摩擦因数均为0.1，将物体无初速度释放，求：
（1）物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小
（2）物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度（取g=10m/s²，cos37°=0.8，sin37°=0.6）

Answer 1

分析：（1）小物体内圆弧上端到B点的过程中，由动能定理列出等式求解．
（2）根据物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度找出几何关系，由动能定理列出等式求解．

解答：解：已知m=0.2kg，k=0.55m，S_AB=1m，m=0.1   α=37°
（1）小物体内圆弧上端到B点的过程中，由动能定理有
mgR?μmgSAB=

1

2

m

υ

2 B

θ…（1）

υ

2 B

=2gR-2μgSAB=9…（2）
υ_B=3m/s…（3）
（2）设物体第一次滑上右侧轨道最大高度为H
此时物体离B点的距离为S，由几何关系有

H

S

=sinα…（4）
由动能定理有-μmgcosα?S-mgH=0-

1

2

m

υ

2 B

…（5）
将（4）式代入（5）式  有
H=

27

64

≈0.40m
答：（1）物体第一次滑到水平轨道与右侧斜面轨道交接处的速度大小是3m/s
（2）物体第一次滑上右侧斜轨道的最大高度是0.40m

点评：选取研究过程，运用动能定理解题．动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动．
了解研究对象的运动过程是解决问题的前提，根据题目已知条件和求解的物理量选择物理规律解决问题．