Question

（2013•东城区二模）如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1.25m，BCD是半径为R=0.40m的竖直半圆形轨

Answer 1

解题思路：（1）小物体在AB段做匀加速直线运动，水平方向受拉力由动能定理求解撤去力F时小物块的速度大小；（2）小物块从B到D点过程，只有重力做功，根据动能定理求得物块通过D点瞬间的速度大小，由牛顿第二定律和第三定律求解对轨道的压力大小；（3）物块通过D点后做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式求解落点和B点之间的距离大小．

（1）当物块从A滑向B时，设在B点撤去F时速度大小为v_B．

根据动能定理得：Fs=[1/2m

v2B]

得 v_B=5m/s

（2）小物块从B到D点瞬间，由动能定理得：

-mg•2R=[1/2m

v2D]-[1/2m

v2B]

解得：v_D=3m/s

根据牛顿第二定律得：

F_D+mg=m

v2D

R

解得：F_D=12.5N

由牛顿第三定律知压力大小为F_D′=F_D=12.5N

（3）物块通过D点后做平抛运动，有：

2R=

1

2gt2

x=v_Dt

解得：x=1.2m

答：（1）撤去力F时小物块的速度大小是5m/s；

（2）小物块通过D点瞬间对轨道的压力大小是12.5N；

（3）小物块通过D点后，再一次落回到水平轨道AB上，落点和B点之间的距离大小是1.2m．

点评：

本题考点： 动能定理的应用；牛顿第二定律；向心力．

考点点评： 本题是动能定理与牛顿第二定律、平抛运动等知识的综合，考查研究多过程的能力．