首页 > 如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点．一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线-物理

如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点．一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线-物理

题目简介

如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点．一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线-物理

题目详情

如图所示，粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑半圆轨道BC在B处平滑连接，B、C分别为半圆轨道的最低点和最高点．一个质量m=0.1kg的小物体P被一根细线拴住放在水平轨道上，细线的左端固定在竖直墙壁上．在墙壁和P之间夹一根被压缩的轻弹簧，此时P到B点的距离X0=0.5m．物体P与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2，半圆轨道半径R=0.4m．现将细线剪断，P被弹簧向右弹出后滑上半圆轨道，并恰好能经过C点．g取10m/s2．
求
（1）P经过B点时对轨道的压力；
（2）细线未剪断时弹簧的弹性势能．360优课网
题型：问答题难度：中档来源：徐州三模

答案

（1）P恰好能经过C点，设其速度为vc，
由向心力公式有mg=
mv2C
R
                                    
解得vc=
gR
=2m/s
 P从B到C的过程中机械能守恒，设P经过B点时的速度为vB，则有
mg•2R+class="stub"1
2
mv2c
=class="stub"1
2
mv2B
                                     
解得vB=
4gR
+v2c
=2
5
m/s                 
设小球刚过B时受到圆轨道的支持力为NB，由向心力公式有
NB-mg=
mv2B
R
                                            
解得  NB=mg+
mv2B
R
=6N             
由牛顿第三定律可得，
物体刚过B点时对轨道的压力大小为6N，方向竖直向下．      
（2）设细线剪断前弹簧的弹性势能为EP．从剪断细线到P经过B点的过程中，由能量守恒可得
Ep-μmgx0=class="stub"1
2
mv2B
                                         
解得Ep=μmgx0+class="stub"1
2
mv2B
=1.1J
答：（1）P经过B点时对轨道的压力是6N，方向竖直向下；
（2）细线未剪断时弹簧的弹性势能是1.1J．

更多内容推荐

Copyright © 2018-2020 360优课网