如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5m,轨道在C处与水平地面相切.在C处放一质量为0.

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  • 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.

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