(10分)如圖所示,水平光滑軌道AB與豎直半圓形光滑軌道在B點平滑連接,AB段長x=10m,半圓形軌道半徑R=2.5m。質(zhì)量m=0.10kg的小滑塊(可視為質(zhì)點)在水平恒力F作用下,從A點由靜止開始運動,經(jīng)B點時撤去力F,小滑塊進入半圓形軌道,沿軌道運動到最高點C,從C點水平飛出。重力加速度g取10m/s2

(1)若小滑塊從C點水平飛出后又恰好落在A點。求:
①滑塊通過C點時的速度大小;
②滑塊剛進入半圓形軌道時,在B點對軌道壓力的大;
(2)如果要使小滑塊能夠通過C點,求水平恒力F應(yīng)滿足的條件。
(1)①vC=10m/s②FN=9N(2)F≥0.625N

試題分析:(1)?設(shè)滑塊從C點飛出時的速度為vC,從C點運動到A點時間為t,滑塊從C點飛出后,做平拋運動
豎直方向:        (1分)
水平方向:x=vCt       (1分)
解得:vC=10m/s      (1分)
?設(shè)滑塊通過B點時的速度為vB,根據(jù)機械能守恒定律
         (1分)
設(shè)滑塊在B點受軌道的支持力為FN,根據(jù)牛頓第二定律
 
聯(lián)立解得:FN= 9N       (1分)
依據(jù)牛頓第三定律,滑塊在B點對軌道的壓力F¢N= FN=9N     (1分)
(2)若滑塊恰好能夠經(jīng)過C點,設(shè)此時滑塊的速度為v¢C,依據(jù)牛頓第二定律有    

解得=5m/s      (1分)
滑塊由A點運動到C點的過程中,由動能定理
Fx- mg×2R≥      (2分)
Fx≥mg×2R+
解得水平恒力F應(yīng)滿足的條件  F≥0.625N       (1分)
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(1)小球到達B點的速度大小;
(2)小球受到的電場力的大小和方向;
(3)小球經(jīng)過管口C處時對圓管壁的壓力.

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