如图所示,AB为水平轨道,A、B间距离s=2.25m,BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨道,B为两轨道的连接点,

1个回答

  • (1)以m为研究对象,设物体在恒力作用下的加速度为a,小物块到达B点时的速度为v B

    水平方向根据牛顿运动定律:F-μmg=ma

    v 2B =2as

    代入数据得:v=6m/s

    (2)设小物块到达D点时的速度为v D,因为小物块恰能到达D点

    在D点应用牛顿第二定律得:mg=

    mv 2D

    R

    设重力和摩擦力所做的功分别为W G和W f,对于从B到D过程由动能定理得:

    -(2mgR+W f)=

    1

    2 m

    v 2D -

    1

    2 m

    v 2B

    所以在圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功为W f=9.6J

    (3)设圆轨道光滑时,小物块到达D点时的速度为

    v ′D ,对于从B到D过程由机械能守恒定律得:

    1

    2

    mv 2D =2mgR+

    1

    2

    mv ′2D

    设小物块在D受到圆轨道的压力为N,所以:

    N+mg=

    mv ′2D

    R

    N=48N

    答(1)撤去F时小物块的速度6.0m/s

    (2)在半圆形轨道上小物块克服摩擦力做的功9.6J

    (3)压力大小为48N