试题与答案

(18分) 如图所示,AB、CD均为半径为R的1/4光滑圆弧轨道,BC、DF水平

题型:计算题

题目:

(18分)

如图所示,AB、CD均为半径为R的1/4光滑圆弧轨道,BC、DF水平。质量为m可视为质点的物体从A由点静止释放,沿AB下滑,已知BC长L=2R,与两个圆弧相切,物体和BC之间的动摩擦因数为μ=0.25试求:

(1)物体滑到AB圆弧最低点B时轨道对它的支持力N

(2)物体到达C点时的速度大小

(3)物体第一次落在DF段上的E点,求DE的距离s

答案:

(1)N=3mg

(2)vc= (gR)1/2

(3)s=0.41R

(1)A到B:由机械能守恒定律:mgR=mvB2/2        2分

在B点:根据牛顿第二定律有:   N-mg=mvB2/R       2分

解得:N="3mg         " 2分

(2)B到C:由动能定理:-μmgL=mvc2/2-mvB2/2       4分

解得:vc= (gR)1/2       2分

(3)在C点,设轨道对物体的支持力为F,根据牛顿第二定律有

mg-F=mvc2/R    1分     解得F="0 " 故物体做平抛运动。  1分

由平抛运动规律:R=gt2/2    1分   R+S=vct    1分

解得:s="0.41R   " 2分

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