问题 问答题

如图所示,水平不光滑轨道AB与半圆形光滑的竖直圆轨道BC相连,B点与C点的连线沿竖直方向,AB段长为L,圆轨道的半径为R.一个小滑块以初速度v0从A点开始沿轨道滑动,已知它运动到C点时对轨道的压力大小恰好等于其重力,求

(1)滑块在C点时的速度.

(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数.

(3)滑块离开C点至着地时的水平射程.

答案

(1)由题意知,在C点滑块做圆周运动的向心力:

F=mg+N=mg+mg=2mg,

由牛顿第二定律得:2mg=m

v2c
R
,解得:vc=
2gR

(2)从A到C过程中,由动能定理得:

-μmgL-mg?2R=

1
2
mvC2-
1
2
mv02

解得:μ=

v20
-6gR
2gL

(3)滑块离开轨道后做平抛运动,

竖直方向:2R=

1
2
gt2

水平方向:s=vCt,

解得:s=

8
R;

答:(1)滑块在C点时的速度为

2gR

(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数

v20
-6gR
2gL

(3)滑块离开C点至着地时的水平射程

8
R.

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填空题