题目内容
【题目】如图所示,半径R=0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1 m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.8 m,质量m=2.0 kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,(不计空气阻力,取g=10 m/s2)求:
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(1)小滑块刚到达圆弧轨道的B点时对轨道的压力大小与方向;
(2)小滑块落地点距C点的水平距离.
【答案】(1)60 N ,竖直向下(2)1.6 m
【解析】(1)设小滑块到达B点时的速度为
,圆弧轨道对滑块的支持力为
,由机械能守恒定律得
,由牛顿第二定律得
,联立解得
。
由牛顿第三定律可知,滑块在B点时对轨道的压力为
.方向:竖直向下。
(2)设滑块运动到C点时的速度为
,由动能定理得
,
解得
,小滑块从C点运动到地面做平抛运动水平方向:
竖直方向
,则滑块落地点距C点的水平距离
。
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