（14分）如圖所示，水平軌道AB與位于豎直面內(nèi)半徑為R=0.90 m的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直.質(zhì)量為m=1.0 kg可看作質(zhì)點(diǎn)的小滑塊在恒定外力F作用下從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5.到達(dá)水平軌道的末端B點(diǎn)時(shí)撤去外力，小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點(diǎn).g取10 m/s2，求：

（1） 滑塊經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入圓形軌道時(shí)對(duì)軌道的壓力大小

（2） 滑塊在AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恒定外力F的大小.

解析：（1） 小滑塊恰好通過(guò)最高點(diǎn)，則有：mg=m（1分）

設(shè)滑塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，滑塊由B到D過(guò)程由動(dòng)能定理有：

-2mgR=mv2D-mv2B（2分）

對(duì)B點(diǎn)：FN-mg=m（2分）

代入數(shù)據(jù)得：FN=60 N（1分）

由牛頓第三定律知滑塊對(duì)軌道的壓力為60 N，方向豎直向上（1分）

（2） 滑塊從D點(diǎn)離開(kāi)軌道后做平拋運(yùn)動(dòng)，則：2R=gt2（1分）

SAB=vDt（1分）

滑塊從A運(yùn)動(dòng)到B有：v2B=2aSAB（2分）

由牛頓第二定律有：F-μmg=ma（2分）

代入數(shù)據(jù)得：F=17.5 N（1分）

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平軌道上輕彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)，其右端位于P點(diǎn)，現(xiàn)用一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）將彈簧壓縮后釋放，物塊經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度v0=6m/s，經(jīng)過(guò)水平軌道右端Q點(diǎn)后恰好沿半圓光滑軌道的切線進(jìn)入豎直固定的圓軌道，最后物塊經(jīng)軌道最低點(diǎn)A拋出后落到B點(diǎn)，若物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15，s=4m，R=1m，A到B的豎直高度h=1.25m，取g=10m/s2．
（1）求物塊到達(dá)Q點(diǎn)時(shí)的速度大小（保留根號(hào)）．
（2）判斷物塊經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)后能否沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)．簡(jiǎn)單說(shuō)明理由．
（3）若物塊從A水平拋出的水平位移大小為4m，求物塊在A點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平軌道和豎直面內(nèi)的光滑半圓軌道在B點(diǎn)連接．滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點(diǎn)由靜止出發(fā)向左運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)時(shí)撤去外力，滑塊恰好能通過(guò)半圓軌道最高點(diǎn)C，脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點(diǎn)A．試求滑塊在AB段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度a的大��？

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平軌道AB段為粗糙水平面，BC段為一水平傳送帶，兩段相切于B點(diǎn)．一質(zhì)量為m=1kg的物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)），靜止于A點(diǎn)，AB距離為s=2m．已知物塊與AB段和BC段的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．

（1）若給物塊施加一水平拉力F=11N，使物塊從靜止開(kāi)始沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去拉力，物塊在傳送帶靜止情況下剛好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，求傳送帶的長(zhǎng)度；
（2）在（1）問(wèn)中，若將傳送帶繞B點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)37°后固定（AB段和BC段仍平滑連接），要使物塊仍能到達(dá)C端，則在AB段對(duì)物塊施加拉力F應(yīng)至少多大；
（3）若使物塊以初速度v0從A點(diǎn)開(kāi)始向右運(yùn)動(dòng)，并仍滑上（2）問(wèn)中傾斜的傳送帶，且傳送帶以4m/s速度向上運(yùn)動(dòng)，要使物體仍能到達(dá)C點(diǎn)，求物塊初速度v0至少多大．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

如圖所示，水平軌道PAB與
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圓弧軌道BC相切于B點(diǎn)，其中，PA段光滑，AB段粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，AB段長(zhǎng)度L=2m，BC段光滑，半徑R=lm．輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)k=200N/m，左端固定于P點(diǎn)，右端處于自由狀態(tài)時(shí)位于A點(diǎn)．現(xiàn)用力推質(zhì)量m=2kg的小滑塊，使其緩慢壓縮彈簧，當(dāng)推力做功W=25J時(shí)撤去推力．已知彈簧彈性勢(shì)能表達(dá)式Ek=
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kx2其中，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，重力加速度取g=10m/s2．
（1）求推力撤去瞬間，滑塊的加速度a；
（2）求滑塊第一次到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對(duì)B點(diǎn)的壓力Fn；
（3）判斷滑塊能否越過(guò)C點(diǎn)，如果能，求出滑塊到達(dá)C點(diǎn)的速度vc和滑塊離開(kāi)C點(diǎn)再次回到C點(diǎn)所用時(shí)間t，如果不能，求出滑塊能達(dá)到的最大高度h．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

（2011?安徽二模）如圖所示，水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓形軌道BC相切于B點(diǎn)．質(zhì)量為2m和m的a、b兩個(gè)小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）原來(lái)靜止于水平軌道上，其中小滑塊以與一輕彈簧相連．某一瞬間給小滑塊以一沖量使其獲得v0=3
gR
的初速度向右沖向小滑塊b，與b碰撞后彈簧不與b相粘連，且小滑塊b在到達(dá)B點(diǎn)之前已經(jīng)和彈簧分離，不計(jì)一切摩擦，求：
（1）a和b在碰撞過(guò)程中彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能；
（2）小滑塊b經(jīng)過(guò)圓形軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（3）小滑塊b最終落到軌道上何處．

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