计算题12.0分
物理

19. 如图所示,半径R=2.5m的竖直半圆光滑轨道在B点与水平面平滑连接,一个质量m=0.50kg的小滑块(可视为质点)静止在A点。一瞬时冲量使滑块以一定的初速度从A点开始运动, 经B点进入圆轨道,沿圆轨道运动到最高点C,并从C点水平飞出,落在水平面上的D点。经测量,D、B间的距离s1=10m,A、B间的距离s2=15m,滑块与水平面的动摩擦因数µ=0.20, 重力加速度g =10m/s2

求:

(1)滑块通过C点时的速度大小;

(2)滑块刚进入圆轨道时,在B点轨道对滑块的弹力;

(3)滑块在A点受到的瞬时冲量大小。

正确答案及相关解析

正确答案

解:(1)设滑块从C点飞出时的速度为vc,从C点运动到D点时间为t

滑块从C点飞出后,做平抛运动,竖直方向:2R=gt2

水平方向:s1=vCt

解得:vC=10m/s

(2)设滑块通过B点时的速度为vB,根据机械能守恒定律

mv=mv+2mgR

解得: vB=10 m/s

设在B点滑块受轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律

N-mg=m,解得:N= 45N

(3)设滑块从A点开始运动时的速度为vA,根据动能定理

-μmgs2=mvmv

解析

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知识点

牛顿第二定律 平抛运动 动量定理