选择题6.0分
物理

3.一倾角为θ=37°的粗糙斜面与一光滑的半径R=0.9m的竖直圆轨道相切于P点,O    点是轨道圆心,轨道上的B点是最高点,D点是最低点,C点是最右的点,斜面上的A点与B点等高。一质量m=1.0kg的小物块在A点以沿斜面向下的初速度v0刚好能在斜面上匀速运动,通过P点处的小孔进入圆轨道并恰能做完整的圆周运动。g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。则下列说法正确的是()

A

v0=3m/s

B

小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.6

C

小物块在D点时对轨道压力F0=60 N

D

小物块在C点受到的合外力水平向左

正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

A、在B点,由mg=m,得:vB==3m/s

从P到B,由机械能守恒定律得:mgR(1+cos37°)+=

解得:v0=m/s>3m/s.故A错误.

B、物块在斜面上做匀速运动,由平衡条件得:mgsin37°=μmgcos37°,得:μ=0.75.故B错误.

C、从D到B的过程,由机械能守恒定律得:mg•2R+=

在D点,由牛顿第二定律得:FD′﹣mg=m

联立解得:FD′=6mg=60N,由牛顿第三定律知,小物块在D点时对轨道压力FD=FD′=60N.故C正确.

D、小物块在C点受到重力和轨道水平向左的弹力,其合外力斜向左下方,故D错误.

考查方向

动能定理的应用;向心力.

解题思路

小球从P到B的过程,运用机械能守恒定律列式.在B点,由重力等于向心力列式,联立可求得v0.对AP段,运用平衡条件列式可求得动摩擦因数μ.根据小物块的受力情况,分析在C的合外力方向.由机械能守恒定律求出小物块经过D点的速度,再由牛顿运动定律求小物块对轨道的压力.

易错点

本题的关键要根据物块的运动过程和状态,灵活选取力学规律解答,要知道最高点的临界条件是重力等于向心力.圆周运动中求压力往往根据机械能守恒定律和向心力结合研究.

知识点

牛顿第二定律 向心力 动能 动能定理