Question

【题目】如图所示，粗糙水平地面AB与半径R＝0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量m＝2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知AB＝5m，小物块与水平地面间的动摩擦因数为μ＝0.2．当小物块运动到B点时撤去力F．求：

(1)小物块到达B点时速度的大小；

(2)小物块通过B点时对轨道的压力；

(3)小物块能否通过最高点D点，请用物理知识说明理由.

Answer 1

【答案】(1)vB＝5m/s (2) 145N，方向竖直向下 (3)，则小物块能通过最高点D点.

【解析】

(1)从A到B，根据动能定理有：，代入数据得：vB＝5m/s

(2)由牛顿第二定律：，代入数据得：，根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小是145N，方向竖直向下

(3)假设小物块能通过最高点D点.，从B到D，根据机械能守恒定律有：,代入数据解得：vD＝3m/s，恰好通过最高点D点的速度:，解得：，因，则小物块能通过最高点D点.