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半径为R=0.9m的光滑半圆形轨道固定在水平地面上,与水平面相切于A点,在距离A点1.3m处有一可视为质点的小滑块,质量为m=0.5kg,小滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,施加一个大小为F=11N的水平推力,运动到A点撤去推力,滑块从圆轨道最低点A处冲上竖直轨道.(g=10m/s2)问:
(1)滑块在B处对轨道的压力;
(2)滑块通过B点后的落地点到B点的水平距离.

【答案】分析:运用动能定理从开始到B点,表示出过程中各力做功,求出B点速度.
对滑块在B点受力分析,根据牛顿第二定律和牛顿第三定律求出滑块在B处对轨道的压力.
根据平抛运动的规律求出落地点到B点的水平距离.
解答:解:(1)从开始到B点的过程由动能定理得:
mvB2-0=Fx-μmgx-mg?2R
代入数据解得:vB=4m/s
对滑块在B点受力分析,受重力和轨道对滑块的压力,由牛顿第二定律:
FN+mg=m         
解得:FN=3.9N
根据牛顿第三定律知道轨道对小球的压力滑块在B处对轨道的压力大小相等,方向相反                   
 所以滑块在B处对轨道的压力大小为3.9N,方向竖直向上.
(2)离开B点做平抛运动:z                    
竖直方向:2R=gt2   
水平方向:x=vt           
解得:x=2.4m                             
答:(1)滑块在B处对轨道的压力大小为3.9N,方向竖直向上.;
(2)滑块通过B点后的落地点到B点的水平距离为2.4m.
点评:选取研究过程,运用动能定理解题.动能定理的优点在于适用任何运动包括曲线运动.
根据题目中要求的物理量选择合适的研究过程应用动能定理.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

如图,水平地面AB=10.0m.BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上.一个质量m=1.0kg的物体静止在A点.现用F=10N的水平恒力作用在物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动.物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5.当物体运动到B点时撤去F.之后物体沿BCD轨道运动,离开最高点D后落到地上的P点(图中未画出).g取10m/s2.求:
(1)物体运动到B点时的速度大小;
(2)物体运动到D点时对轨道的压力的大小和方向;
(3)物体落点P与B间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

半径为R=0.9m的光滑半圆形轨道固定在水平地面上,与水平面相切于A点,在距离A点1.3m处有一可视为质点的小滑块,质量为m=0.5kg,小滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,施加一个大小为F=11N的水平推力,运动到A点撤去推力,滑块从圆轨道最低点A处冲上竖直轨道.(g=10m/s2)问:
(1)滑块在B处对轨道的压力;
(2)滑块通过B点后的落地点到B点的水平距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

(2006?西城区一模)如图所示,水平地面AB距离S=10m.BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上.一个质量m=1.0kg的物体静止在A点.现用F=10N的水平恒力作用在物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动.物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5.当物体运动到B点时撤去F,以后物体沿BCD轨道运动,离开最高点D后落到地上的P点(图中未画出).g取10m/s2.求:
?(1)物体运动到B点时的速度大小;
?(2)物体运动到D点时的速度大小;
?(3)物体落地点P与B点间的距离.?

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年江西省会昌中学高一下学期第一次月考物理试卷 题型:计算题

水平地面AB=10.0m。BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上。一个质量m=1.0kg的物体静止在A点。现用F=10N的水平恒力作用在物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动。物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5。当物体运动到B点时撤去F。之后物体沿BCD轨道运动,恰好到达最高点D,后落到地上的P点(图中未画出)。g取10m/s2。求:[来源:学_科_网]
(1)物体刚好离开B点时所受到的弹力大小;
(2)物体落点P与B间的距离。

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科目:高中物理 来源:2013届江西省高一下学期第一次月考物理试卷 题型:计算题

水平地面AB=10.0m。BCD是半径为R=0.9m的光滑半圆轨道,O是圆心,DOB在同一竖直线上。一个质量m=1.0kg的物体静止在A点。现用F=10N的水平恒力作用在物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运动。物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5。当物体运动到B点时撤去F。之后物体沿BCD轨道运动,恰好到达最高点D,后落到地上的P点(图中未画出)。g取10m/s2。求:[来源:学_科_网]

(1)物体刚好离开B点时所受到的弹力大小;

(2)物体落点P与B间的距离。

 

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