(2014•蓟县一模)如图所示的“S”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放置在竖直平面内,轨道弯曲部分是由

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  • 解题思路:(1)对a到d全过程运用动能定理求出运动到d点速度,离开d点后做平抛运动,根据高度求出运动的时间,再求出水平位移.

    (2)在d点小球受重力和管道对小球的作用力,根据两个力的合力提供做圆周运动的向心力,求出管道对小球作用力的大小和方向.

    (3)当小球在c点对轨道向上的作用力等于轨道自身的重力时,轨道对地面的压力为0,根据轨道对小球的作用力和重力的合力提供向心力,求出在c点的速度,再根据动能定理求出v0的大小.

    (1)对a到d全过程运用动能定理:−μmgL−4mgR=

    1

    2mvd2−

    1

    2mv02.

    vd=2

    3m/s.

    小球离开d点后做平抛运动,4R=[1/2gt2.t=

    8R

    g]=

    2

    5s

    水平射程x=vdt=

    2

    6

    5m.

    (2)在d点有:mg+F=m

    vd2

    R

    F=1.1N.管道对小球的作用力方向向下.

    (3)当小球在c点对轨道向上的作用力等于轨道自身的重力时,轨道对地面的压力为0.

    有N+mg=m

    vc2

    R N=Mg

    vc=3

    3m/s

    根据动能定理得:

    −μmgL−2mgR=

    点评:

    本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律;平抛运动;向心力.

    考点点评: 该题为动能定理与圆周运动的结合的综合题,解决本题的关键掌握动能定理,以及知道做圆周运动沿半径方向的合力提供向心力.

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