如图所示,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C点,Q点到C点的距离为2R.质量为m的滑块(

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  • 解题思路:(1)由P到C的过程根据动能定理求解滑至C点时的速度,根据牛顿第二定律求解

    (2)对P到C到Q的过程根据动能定理求解动摩擦因数μ

    (3)Q到C到A的过程根据能量守恒求解.

    (1)由P到C的过程根据动能定理得:

    mgR(1-cos60°)=[1/2]

    mv21

    在C点由牛顿第二定律得:

    FN−mg=

    mv21

    R

    解得:FN=2mg

    由牛顿第三定律得,滑块第一次滑至半圆形轨道最低点C时对轨道的压力为2mg.

    (2)从P到Q的过程,由动能定理得:

    mgR(1-cos60°)-μmgx=0

    解得:μ=[R/2x=

    R

    4R=0.25

    (3)滑块刚好能通过半圆轨道的最高点A,设此时的速度为v2,由牛顿第二定律得:

    mg=

    mv22

    R]

    从Q到A的过程由动能定理得:

    Fx-μmgx−2mgR=

    1

    2

    mv22−0

    解得:F=

    3

    2mg

    答:(1)滑块第一次滑至半圆形轨道最低点C时对轨道的压力为2mg;

    (2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数为0.25;

    (3)推力F的大小为

    3

    2mg.

    点评:

    本题考点: 动能定理;向心力.

    考点点评: 本题综合运用了动能定理和能量守恒定律,解决本题的关键灵活选取研究的过程,选用适当的规律进行求解.