如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O

3个回答

  • 解题思路:物块从D到C,根据机械能守恒定律得C点速度.

    物块经C点,根据牛顿第二定律求得通过C点时对轨道压力的大小.

    小物体通过圆弧轨道后,由动能定理求得物块在斜面上运动离B点的最远距离.

    (1)物块从D到C,根据机械能守恒定律,得

    mgR=

    1

    2mv2

    解得:v=

    2gR;

    (2)物块经C点,根据牛顿第二定律,得

    FN−mg=m

    v2

    R

    由以上两式得支持力大小FN=3mg

    由牛顿第三定律得,物块对轨道的压力大小为3mg.

    (3)小物体通过圆弧轨道后,在斜面上运动到最大距离S时速度为0,

    由动能定理可得mgRcosθ-mgSsinθ-μmgScosθ=0

    故 S=

    Rcosθ

    sinθ+μcosθ

    答:(1)物块第一次通过C点时速度大小为

    2gR;

    (2)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小是3mg;

    (3)物块在斜面上运动离B点的最远距离是[Rcosθ/sinθ+μcosθ].

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;向心力.

    考点点评: 本题考查了圆周运动中牛顿第二定律相关公式的应用,在不涉及到具体的运动过程或求变力做功时,运用动能定理解题比较简洁、方便.