如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道运动至B点以v=5m/s的速度水平飞出(g取10m/s2).求:
(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小;
(3)小滑块着地时的速度大小.
魔方格

◎ 答案

(1)设小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功为Wf,应用动能定理研究A点到B点有:
mgR+Wf=
1
2
mv2
解得Wf=-1.5J.
(2)对B点进行受力分析,设轨道对滑块的支持力为N,由牛顿第二定律有:
N-mg=m
v2
R

解得N=4.5N             
由牛顿第三定律知滑块对B的压力为4.5N,方向竖直向下.
(3)滑块过B点后作平抛运动,设着地时竖直速度为vy
根据平抛运动规律有:
竖直方向末速度vy=

2gh
=5m/s
所以v=

v2+
v2y
=5

2
m/s
答:(1)小滑块沿圆弧轨道运动过程中所受摩擦力做的功为-1.5J;
(2)小滑块经过B点时对圆轨道的压力大小为4.5N;
(3)小滑块着地时的速度大小是5

2
m/s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,半径R=2m的四分之一粗糙圆弧轨道AB置于竖直平面内,轨道的B端切线水平,且距水平地面高度为h=1.25m,现将一质量m=0.2kg的小滑块从A点由静止释放,滑块沿圆弧轨道…”主要考查了你对  【平抛运动】,【向心力】,【牛顿第二定律】,【牛顿第三定律】,【动能定理】  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。

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