解题思路:(1)从C到A过程,根据机械能守恒定律求解A的速度;在A点,重力和支持力的合力提供向心力,根据向心力公式列式即可求解;(2)小球经过半圆形轨道时只有重力做功,故机械能守恒;通过A点后做平抛运动,由平抛运动的规律可求得CD间的距离.
解(1)过A处时的速度为v′,由A到D经历的时间为t,由机械能守恒可得:
[1/2]mv2=[1/2]mv′2+2mgR …①
在A点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
mg+N=m
v′2
R…②
联立①②解得:
v′=
5m/s
N=0
(2)由平抛运动的规律可知:
2R=[1/2]gt2 …③
x=v′t…④
由③④式并代入数据得:
s=1 m
答:(1)物体经过A点时,轨道对它的支持力大小为零;
(2)C、D间的距离s为1m.
点评:
本题考点: 向心力;平抛运动.
考点点评: 本题考查机械能守恒及平抛运动的规律,解题时注意过程分析,找出各过程可用的物理规律及联系,应用所学规律求解即可.