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如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道APC和BQD，倾斜直轨CD长为L=6m，AB、CD
网友投稿 2022-09-29 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的 金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R
1
=1.0m和R
2
=3.0m的弧形轨道APC和BQD，倾斜直轨 CD长为L=6m，AB、CD与两圆形轨道相切，其中倾斜直轨CD部分表面粗糙，动摩 擦因数为μ=
1
6
，其余各部分表面光滑．一质量为m=2kg的滑环套在滑轨上，从AB的中点E处以V0=10m/s的初速度水平向左运动．已知θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8（取g=10m/s
2
）
求：（ 1）滑环第一次通过圆O2的最低点F处时对轨道的压力；
（2）滑环在克服摩擦力做功过程中所经过的总路程．
◎ 答案
（1）滑环第一次由E到F点过程由机械能守恒定律：
1
2
mv
20
+mg?2R
2
=
1
2
mv
2F
①
在F点，满足：F
N
-mg=
mv
2F
R
2
②
由①②解得：F
N
=166.7N
由牛顿第三定律知，滑环对轨道压力高为166.7N
（2）滑环在每次经过 DC段时克服摩擦力做功，机械能转化为内能，最终滑环在圆O
2
底部做往复运动，到D点时动能为0．
设滑环克服摩擦力做功经过的路程为S，则由功能关系得：
1
2
mv
20
+mgR
2
（1+cosθ）=μmgScosθ
解得S=78cm
答：（ 1）滑环第一次通过圆O2的最低点F处时对轨道的压力是166.7N；
（2）滑环在克服摩擦力做功过程中所经过的总路程是78cm．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图是放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成：水平直轨AB，半径分别为R1=1.0m和R2=3.0m的弧形轨道APC和BQD，倾斜直轨CD长为L=6m，AB、CD…”主要考查了你对 【向心力】，【牛顿第二定律】，【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202209/258933.html
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