∴h25R∴HhR35R
PA
2物块从H返回A点,根据动能定理:mgHμmgs00∴s14R
小物块最终停在B右侧14R处
13.如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半
13也可以整体求解,解法如下:
m:B→C,根据动能定理:F2Rf2RmgH00
其中:F2mg,fμmg
∴H35R
4
f径为R。一质量为m的小物块(视为质点)从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动。(g为重力
加速度)
1要使物块能恰好通过圆轨道最高点,求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h多大;
2要求物块能通过圆轨道最高点,且在最高点与轨道间的压力不能超过5mg。求物块初始位置相对于圆形轨
道底部的高度h的取值范围。
Am
解:
1m:A→B→C过程:根据动能定理:
C
mgh2R1mv20
①
2
h
R
物块能通过最高点,轨道压力N0
B
∵牛顿第二定律mgmv2
②
R
∴h25R
2若在C点对轨道压力达最大值,则
m:A’→B→C过程:根据动能定理:mghmax2mgRmv2
③
物块在最高点C,轨道压力N5mg,∵牛顿第二定律mgNmv2
④
R
∴h5R∴h的取值范围是:25Rh5R
14.倾角为θ45°的斜面固定于地面,斜面顶端离地面的高度h01m,斜面底端有一垂直于斜而的固定挡板。在斜面顶端自由释放一质量m009kg的小物块(视为质点)。小物块与斜面之间的动摩擦因数μ02。当小物块与
挡板碰撞后,将以原速返回。重力加速度g10ms2。试求:
1小物块与挡板发生第一次碰撞后弹起的高度;
2小物块从开始下落到最终停在挡板处的过程中,小物块的总路程。
解:
m
1设弹起至B点,则m:A→C→B过程:根据动能定理:
mgh0
h1
mg
cos45
h0si
45
h100si
45
∴
h1
11
h0
23
h0
23
m
h045o
2m:从A到最终停在C的全过程:根据动能定理:
mgh0mgcos45os00∴
s
2h0
15.下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成,B、C分别是两个圆形
轨道的最低点,半径R120m、R214m。一个质量为m10kg的质点小球,从轨道的左侧A点以v0120ms的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L160m。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ02。两个圆形轨道是光滑的,重力加速度g10ms2。(计算结果小数点后保留一位数字)试求:1小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
2如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B、C间距L2是多少;
解:
1设m经圆R1最高点D速度v1,m:A→D过程:根据动能定理:
mgL1
2mgR1
12
mv12
mvr