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如图所示,半径R=0.4m的竖直半圆固定轨道与水平面相切于A点,质量为m=1kg...

如图所示,半径R=0.4m的竖直半圆固定轨道与水平面相切于A点,质量为m=1kg的小物体(可视为质点)以某一速度从A点进入半圆轨道,物体沿半圆轨道恰好能够通过最高点B后作平抛运动,正好落在水平面C点处(图中未标出),(重力加速度g取10m/s2)试求:
(1)物体到达B点的速度大小;
(2)物体落地点C距A点的距离;
(3)若已知物体运动到A点时的速度为B点速度的3倍,求物体在A点时对轨道的压力大小.

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(1)物体恰好过最高点,知轨道对小球的弹力为零,根据牛顿第二定律求出物体到达B点的瞬时速度. (2)物体离开B点做平抛运动,根据高度求出运动的时间,根据时间和平抛运动的初速度求出AC的距离. (3)根据动能定理以及结合A点时的速度为B点速度的3倍,求出D点的速度大小,根据牛顿第二定律求出物体在A点受到的支持力. 【解析】 (1)物体在B点: 解得: (2)物体由B到C做平抛运动:x=VBt 解③④得:x=0.8m (3)物体在A点:VA=3VB=6m/s 解得,FN=100N 物体在A点对轨道压力为100N  答:(1)物体到达B点的速度大小为2m/s; (2)物体落地点C距A点的距离为0.8m; (3)物体在A点时对轨道的压力大小为100N.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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