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.