Question

【题目】如图所示，BCD是半径R = 0.4m的竖直圆形光滑轨道，D是轨道的最高点，光滑水平面AB与圆轨道在B点相切。一质量m = 1kg可以看成质点的物体静止在水平面上的A点。现用F = 8N的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达B点时撤去外力F，之后物体沿BCD轨道运动。已知A与B之间的距离x=2m，取重力加速度g = 10m/s。求：

（1）恒力F做的功WF；

（2）物体运动到D点时的速度大小vD；

（3）在D点轨道对物体的压力大小FN。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

(1)物体从A到B，根据功的定义式

解得：；

(2)物体从A到B，根据动能定理有：

物体从B到D，根据机械能守恒定律有：

解得：；

(3)在D点，物体受力如图所示

根据牛顿第二定律得：

解得：