Question

如圖所示，滑塊在恒定外力F= 3mg/2作用下從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止出發(fā)到B點(diǎn)時撤去外力，又沿豎直面內(nèi)的半徑為R光滑半圓形軌道運(yùn)動，且恰好通過軌道最高點(diǎn)C，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點(diǎn)A，滑塊與地面的摩擦因數(shù)為0.25，試求

（1）滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)速度大小

（2）滑塊在半圓形軌道上運(yùn)動時，對軌道壓力的最小值和最大值

 

Answer 1

【答案】

(1) a=5g／4 (2) 最小值F _N=0  N 最大壓力為6mg

【解析】

試題分析：設(shè)圓周的半徑為R，則在C點(diǎn)：

mg=m       

最小值F _N=0  N ①

離開C點(diǎn)，滑塊做平拋運(yùn)動，則2R＝gt²／2    ②

v _C  t ＝s_AB     ③

由牛頓第二定律 F-f =ma         

a=5g／4

由A到B運(yùn)動過程：  

v_B²＝2as_AB 

V_B=

由牛頓第二定律F_N-mg＝；

∴F_N＝+mg=6mg

由牛頓第三定律得：滑塊對軌道的最大壓力為6mg

考點(diǎn)：動能定理的應(yīng)用；牛頓第二定律；平拋運(yùn)動；向心力．

點(diǎn)評：本題注意應(yīng)分段分析，不同的過程采用不同的物理規(guī)律求解，特別要注意在豎直面上的圓周運(yùn)動中的臨界值的確定．