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如图所示半径为R的光滑圆形轨道甲,固定在一竖直平面内,它的左右侧分别为光滑的圆弧...

如图所示半径为R的光滑圆形轨道甲,固定在一竖直平面内,它的左右侧分别为光滑的圆弧形轨道AC和光滑斜面轨道DE,斜面DE与水平轨道CD间衔接良好,无能量损失,CD是一条水平轨道,小球与CD段间的动摩擦因数为μ.若小球从离地3R的高处A点由静止自由释放,可以滑过甲轨道,经过CD段又滑上光滑斜面.求:
(1)小球经过甲圆形轨道的最高点时小球的速度大小;
(2)为使球到达光滑斜面后返回时,能通过甲轨道,问CD段的长度不超过多少?

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(1)小球运动过程符合机械能守恒,列出方程问题得解; (2)首先解决物体刚好过最高点的临界速度问题,即只有重力充当向心力的时候物体的速度; 再对整个运动过程应用动能定理,则摩擦力做功的路程得解. 【解析】 (1)设小球通过甲轨道最高点时速度为V1,          由机械能守恒定律得:                  解得:     (2)设小球在甲轨道作圆周运动能通过最高点的最小速度为Vmin,          则:          得:Vmin=         设CD段的长度为L,球从A点下滑,到斜面返回通过甲轨道最高点的过程中,根据动能定律:                   解得:L= 答:(1)小球经过甲圆形轨道的最高点时小球的速度;     (2)CD段的长度不超过.
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考点分析:
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(1)小车所受到的阻力大小及0~2s时间内电动机提供的牵引力大小.
(2)小车匀速行驶阶段的功率.
(3)小车在0~10s运动过程中位移的大小.

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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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