如圖所示，水平軌道AB與位于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直．質(zhì)量為m的小滑塊(可視為質(zhì)點)在恒定外力作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向左運動，到達(dá)水平軌道的末端B點時撤去外力，小滑塊繼續(xù)沿半圓形光滑軌道運動，且恰好通過軌道最高點D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點．已知重力加速度為g．求：

(1)滑塊通過D點的速度大��；

(2)滑塊經(jīng)過B點進(jìn)入圓形軌道時對軌道的壓力大��；

(3)滑塊在AB段運動過程中的加速度大�。�

答案：
解析：

　　解：(1)設(shè)滑塊恰好通過最高點D的速度為vD，根據(jù)牛頓第二定律有

　　mg＝mvD2/R　　(2分)

　　解得：vD＝　　(2分)

　　(2)滑塊自B點到D點的過程機械能守恒，設(shè)滑塊在B點的速度為vB，則有

　　mvB2＝mvD2＋mg2R，解得：vB2＝5gR　　(2分)

　　設(shè)滑塊經(jīng)過B點進(jìn)入圓形軌道時所受的支持力為NB，根據(jù)牛頓第二定律有

　　NB－mg＝mvB2/R　　解得　NB＝6mg　　(2分)

　　由牛頓第三定律可知，滑塊經(jīng)過B點時對軌道的壓力大小＝6mg　　(2分)

　　(3)對于滑塊自D點平拋到A點，設(shè)其運動時間為t，則有

　　2R＝gt2，sAB＝vDt．可解得sAB＝2R　　(2分)

　　設(shè)滑塊由A點到B點的過程中加速度為a，則有vB2＝2asAB　　(2分)

　　解得：a＝5g/4　　(2分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道上輕彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)時，其右端位于P點，現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點）將彈簧壓縮后釋放，物塊經(jīng)過P點時的速度v0=6m/s，經(jīng)過水平軌道右端Q點后恰好沿半圓光滑軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道，最后物塊經(jīng)軌道最低點A拋出后落到B點，若物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.15，s=4m，R=1m，A到B的豎直高度h=1.25m，取g=10m/s2．
（1）求物塊到達(dá)Q點時的速度大�。ūＡ舾枺�
（2）判斷物塊經(jīng)過Q點后能否沿圓周軌道運動．簡單說明理由．
（3）若物塊從A水平拋出的水平位移大小為4m，求物塊在A點時對圓軌道的壓力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道和豎直面內(nèi)的光滑半圓軌道在B點連接．滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點由靜止出發(fā)向左運動，到B點時撤去外力，滑塊恰好能通過半圓軌道最高點C，脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點A．試求滑塊在AB段運動過程中的加速度a的大��？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道AB段為粗糙水平面，BC段為一水平傳送帶，兩段相切于B點．一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點），靜止于A點，AB距離為s=2m．已知物塊與AB段和BC段的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．

（1）若給物塊施加一水平拉力F=11N，使物塊從靜止開始沿軌道向右運動，到達(dá)B點時撤去拉力，物塊在傳送帶靜止情況下剛好運動到C點，求傳送帶的長度；
（2）在（1）問中，若將傳送帶繞B點逆時針旋轉(zhuǎn)37°后固定（AB段和BC段仍平滑連接），要使物塊仍能到達(dá)C端，則在AB段對物塊施加拉力F應(yīng)至少多大；
（3）若使物塊以初速度v0從A點開始向右運動，并仍滑上（2）問中傾斜的傳送帶，且傳送帶以4m/s速度向上運動，要使物體仍能到達(dá)C點，求物塊初速度v0至少多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道PAB與
1
4
圓弧軌道BC相切于B點，其中，PA段光滑，AB段粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.1，AB段長度L=2m，BC段光滑，半徑R=lm．輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)k=200N/m，左端固定于P點，右端處于自由狀態(tài)時位于A點．現(xiàn)用力推質(zhì)量m=2kg的小滑塊，使其緩慢壓縮彈簧，當(dāng)推力做功W=25J時撤去推力．已知彈簧彈性勢能表達(dá)式Ek=
1
2
kx2其中，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，重力加速度取g=10m/s2．
（1）求推力撤去瞬間，滑塊的加速度a；
（2）求滑塊第一次到達(dá)圓弧軌道最低點B時對B點的壓力Fn；
（3）判斷滑塊能否越過C點，如果能，求出滑塊到達(dá)C點的速度vc和滑塊離開C點再次回到C點所用時間t，如果不能，求出滑塊能達(dá)到的最大高度h．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?安徽二模）如圖所示，水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓形軌道BC相切于B點．質(zhì)量為2m和m的a、b兩個小滑塊（可視為質(zhì)點）原來靜止于水平軌道上，其中小滑塊以與一輕彈簧相連．某一瞬間給小滑塊以一沖量使其獲得v0=3
gR
的初速度向右沖向小滑塊b，與b碰撞后彈簧不與b相粘連，且小滑塊b在到達(dá)B點之前已經(jīng)和彈簧分離，不計一切摩擦，求：
（1）a和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能；
（2）小滑塊b經(jīng)過圓形軌道的B點時對軌道的壓力；
（3）小滑塊b最終落到軌道上何處．

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