问题
计算题
如图所示,位于竖直平面内的轨道,由一段斜直轨道和圆形轨道分别与水平面相切连接而成,各接触面都是光滑的,圆形轨道的半径为。一质量为的小物块从斜轨道上A点处由静止开始下滑,恰好通过圆形轨道最高点D。物块通过轨道连接处 B、C时无机械能损失。求:
(1)小物块通过D点时的速度的大小;
(2)小物块通过圆形轨道最低点C时轨道对物块的支持力的大小;
(3)A 点距水平面的高度。
答案
)(1)(2)(3)
题目分析:(1)物体通过最高点D时,由牛顿第二定律有:
(1)
得
(2)物块从C点到D点的过程中,由动能定理得:
(2)
联立(1)(2)解得
物块通过最低点C时有:
得
(3)物块从A点运动到C点的过程中,由动能定理得
,解得
点评:本题考查了通过动能定理、机械能的综合运用,通过圆周运动将受力情况转化为运动情况,结合能量观点列式求解。