(15分)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等
(15分)某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道,其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,固定在竖直平面内(所有数字均由圆或半圆组成,圆半径比细管的内径大得多),底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体(可视为质点)以
va=5m/s的水平初速度由
a点弹出,从
b点进入轨道,依次经过“8002”后从
p点水平抛出。小物体与地面
ab段间的动摩擦因数
u=0.3,不计其它机械能损失。已知
ab段长
L=1. 5m,数字“0”的半径
R=0.2m,小物体质量
m=0.01kg,
g=10m/s
2。求:
(1)小物体从
p点抛出后的水平射程。
(2)小物体经过数这“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。
(1)设小物体运动到
p点时的速度大小为
v,对小物体由
a运动到
p过程应用动能定理得

①

②
s=
vt ③联立①②③式,代入数据解得
s=0.8m ④(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F,取竖直向下为正方向

⑤联立①⑤式,代入数据解得
F=0.3N ⑥方向竖直向下