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为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与半径为R=0.2m的竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨
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问题描述:

为了研究过山车的原理,某兴趣小组提出了下列设想:取一个与水平方向夹角为37°、长为l=2.0m的粗糙倾斜轨道AB,通过水平轨道BC与半径为R=0.2m的竖直圆轨道相连,出口为水平轨道DE,整个轨道除 AB 段以外都是光滑的.其中AB 与BC 轨道以微小圆弧相接,如图所示.一个质量m=1kg小物块以初速度v0=5.0m/s从A点沿倾斜轨道滑下,小物块到达C点时速度vC=4.0m/s. 取g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.

(1)求小物块到达C点时对圆轨道压力的大小;

(2)求小物块从A到B运动过程中摩擦力所做的功;

(3)为了使小物块不离开轨道,并从轨道DE滑出,求竖直圆弧轨道的半径应满足什么条件?

段娟回答:
  (1)设小物块到达C点时受到圆轨道的支持力大小为N,根据牛顿第二定律有,N-mg=mv2R解得:N=90N根据牛顿第三定律得,小物块对圆轨道压力的大小为90N                       (2)物块从A到C...
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