Question

某興趣小組設(shè)計(jì)了如圖所示的玩具軌道,其中“2008”四個(gè)等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi),(所有數(shù)字均由圓或半圓組成,圓半徑比細(xì)管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切,彈射裝置將一個(gè)小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))以v₀=5 m/s的水平初速度由a點(diǎn)彈出,從b點(diǎn)進(jìn)入軌道,依次經(jīng)過(guò)“8002”后從p點(diǎn)水平拋出,小物體與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.3,不計(jì)其它機(jī)械能損失.已知ab段長(zhǎng)L=1.5 m,數(shù)字“0”的半徑R =0.2 m,小物體質(zhì)量m =0.01 kg,g=10 m/s².求:

（1）小物體從p點(diǎn)拋出后的水平射程.

（2）小物體經(jīng)過(guò)數(shù)字“0”的最高點(diǎn)時(shí)管道對(duì)小物體作用力的大小方向.

Answer 1

答案： (1)0.8 m (2)0.3 N　 方向豎直向下

解析： (1)由a到b點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)牛頓第二定律可得

加速度a=μg　　 由

物體由b至p的過(guò)程,機(jī)械能守恒

小物體自p點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),時(shí)間設(shè)為t,水平射程為s

則有2R=　　 s =v_p·t

解以上各式,代入數(shù)據(jù)可知s =0.8 m

(2)設(shè)在數(shù)字“0”的最高時(shí)管道對(duì)小物體的作用力大小為F,取豎直向下為正方向

F + mg =

代入數(shù)據(jù)解得　 F =0.3 N 　　方向豎直向下