问题
计算题
如图,半径为R的光滑半圆形轨道ABC在竖直平面内,与水平轨道CD相切于C 点,D端有一被锁定的轻质压缩弹簧,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端Q到C点的距离为2R。质量为m的滑块(视为质点)从轨道上的P点由静止滑下,刚好能运动到Q点,并能触发弹簧解除锁定,然后滑块被弹回,且刚好能通过圆轨道的最高点A。已知∠POC=60°,求:
⑴滑块第一次滑至圆形轨道最低点C时对轨道压力;
⑵滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ;
⑶弹簧被锁定时具有的弹性势能。
答案
(1)(2)
(3)
题目分析:⑴设滑块第一次滑至C点时的速度为,圆轨道C点对滑块的支持力为FN
过程:
(2分)
C点: (2分)
解得 (2分)
由牛顿第三定律得:滑块对轨道C点的压力大小,方向竖直向下 (1分)
⑵ 对过程:
(2分)
解得 (2分)
⑶ A点: (1分)
过程:
(2分)
解得:弹性势能 (2分)
点评:此类型题目综合性较强,涉及的知识点较多,对学生的能力要求较高.