光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑连接,导轨半径为R,一个质量m的小物块在A点以V0=3的速度向B点运动,如图所示,AB=4R,物块沿圆形轨道通过最高点C后做平抛运动,最后恰好落回出发点A。( g取10 m/s2),求:
(1) 物块在C点时的速度大小VC
(2) 物块在C点处对轨道的压力大小FN
(3) 物块从B到C过程阻力所做的功
光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点平滑连接,导轨半径为R,一个质量m的小物块在A点以V0=3的速度向B点运动,如图所示,AB=4R,物块沿圆形轨道通过最高点C后做平抛运动,最后恰好落回出发点A。( g取10 m/s2),求:
(1) 物块在C点时的速度大小VC
(2) 物块在C点处对轨道的压力大小FN
(3) 物块从B到C过程阻力所做的功
【答案】
【解析】
(1)物块离开C后做平抛运动,
竖直方向:,
水平方向:,
解得:;
(2)物块在C点做圆周运动,
由牛顿第二定律得:,
解得:,
由牛顿第三运动定律得,物块对轨道的压力:
,方向:竖直向上;
(3)对从B到C的过程,由动能定理得:
解得:.
【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;平抛运动;向心力