如圖所示，半徑R=0.9m的四分之一圓形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點B與長為L=1m的水平面相切于B點，BC離地面高h=0.45m，C點與一傾角為θ=30°的光滑斜面連接，質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊從圓弧頂點D由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)?=0.1，取g=10m/s2．試求：
（1）小滑塊剛到達圓弧的B點時對圓弧的壓力？
（2）小滑塊到達C點時的速度？
（3）通過計算說明小滑塊離開C點后是直接落到地面上還是直接落到斜面上？
分析：（1）物體先做圓周運動，機械能守恒，由機械能守恒定律可得出球在B點的速度，則由向心力公式可求得小球?qū)A弧的壓力；
（2）由B到C物體做勻減速運動，可以由動能定理或年頓運動定律求出C點的速度；
（3）小球離開C后做平拋運動，分析平拋運動能否落到斜面上，若不落在斜面上則由豎直分運動求出時間，若落到斜面上，則要分段考慮．
解答：解：（1）設小滑塊運動到B點的速度為VB，由機械能守恒定律有：
mgR=
1
2
mv
2
B

設軌道對滑塊的支持力為N，由牛頓第二定律列方程得：
N-mg=
mv
2
B
R

聯(lián)立二式得，N=30N
由牛頓第三定律得，小滑塊剛到達圓弧的B點時對圓弧的壓力為N′=30N
（2）設小滑塊運動到C點的速度為VC，由動能定理有：
mgR-?mgL=
1
2
mVC2
解得小滑塊在C點的速度：VC=4.0m/s
（3）小滑塊平拋到地面的水平距離：S=VCt=VC 
2h
g
=1.2m
斜面底寬d=hcotθ=0.78m
因為S＞d，所以小滑塊離開C點后直接落到地面上．
答：（1）小滑塊剛到達圓弧的B點時對圓弧的壓力為30N
（2）小滑塊到達C點時的速度為4.0m/s
（3）通過計算可知小滑塊離開C點后是直接落到地面上
點評：對于多過程的題目要注意分析不同的過程，若只求速度優(yōu)先考慮動能定理或機械能守恒，但若題目中涉及時間應采用牛頓運動定律或運動模型的性質(zhì)．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?淮安三模）如圖所示，半徑R=0.4m的圓盤水平放置，繞豎直軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，在圓心O正上方h=0.8m高處固定一水平軌道PQ，轉(zhuǎn)軸和水平軌道交于O′點．一質(zhì)量m=1kg的小車（可視為質(zhì)點），在F=4N的水平恒力作用下，從O′左側x0=2m處由靜止開始沿軌道向右運動，當小車運動到O′點時，從小車上自由釋放一小球，此時圓盤半徑OA與x軸重合．規(guī)定經(jīng)過O點水平向右為x軸正方向．小車與軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2，g取10m/s2．求：
（1）若小球剛好落到A點，求小車運動到O′點的速度．
（2）為使小球剛好落在A點，圓盤轉(zhuǎn)動的角速度應為多大．
（3）為使小球能落到圓盤上，求水平拉力F作用的距離范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2005?廣東）如圖所示，半徑R=0.40m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點A．一質(zhì)量m=0.10kg的小球，以初速度v0=7.0m/s在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的勻減速直線運動，運動4.0m后，沖上豎直半圓環(huán)，最后小球落在C點．求A、C間的距離（取重力加速度g=10m/s2）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑R=0.8m的四分之一光滑圓弧軌道豎直固定，軌道末端水平，其右方有橫截面半徑r=0.2m的轉(zhuǎn)筒，轉(zhuǎn)筒頂端與軌道最低點B等高，下部有一小孔，距 頂端h=0.8m，轉(zhuǎn)筒的軸線與圓弧軌道在同一豎直平面內(nèi)，開始時小孔也在這一平面內(nèi)的圖示位置．現(xiàn)使一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊自最高點A由靜止開始沿圓弧軌道滑下，到達軌道最低點B時轉(zhuǎn)筒立刻以某一角速度勻速轉(zhuǎn)動起來，且小物塊最終正好進入小孔．不計空氣阻力，g取l0m/s2，求：
（1）小物塊到達B點時對軌道的壓力大小；
（2）轉(zhuǎn)筒軸線距B點的距離L；
（3）轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動的角速度ω

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，半徑r=0.8m的光滑圓軌道被豎直固定在水平地面上，圓軌道最低處有一質(zhì)量為0.4kg的小球（小球的半徑比r小很多）．現(xiàn)給小球一個水平向右的初速度v0，下列關于在小球的運動過程中說法正確的是（g取10m/s2）（　　）
A、v0≤4m/s可以使小球不脫離軌道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脫離軌道
C、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動，在最低點與最高點對軌道的壓力之差為24N
D、設小球能在圓軌道中做完整的圓周運動，在最低點與最高點對軌道的壓力之差為20N

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖所示，半徑R=0.5m的光滑圓弧面CDM分別與光滑斜面體ABC和斜面MN相切于C、M點，O為圓弧圓心，D為圓弧最低點，斜面體ABC固定在地面上，頂端B安裝一定滑輪，一輕質(zhì)軟細繩跨過定滑輪（不計滑輪摩擦）分別連接小物塊P、Q（兩邊細繩分別與對應斜面平行），并保持P、Q兩物塊靜止．若PC間距為L1=0.25m，斜面MN粗糙且足夠長，物塊P質(zhì)量m1=3kg，與MN間的動摩擦因數(shù)μ=
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，（sin37°=0，6，cos37°=0.8，g=l0m/s2），求：
（1）小物塊Q的質(zhì)量m2；
（2）剪斷細線，物塊P第一次過M點的速度大��；
（3）剪斷細線，物塊P第一次過M點后0.3s到達K點（未畫出），求MK間距大小；
（4）物塊P在MN斜面上滑行的總路程．

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