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如图,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道
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问题描述:

如图,质量为M的小车静止在光滑水平面上,小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道,BC段是长为L的水平粗糙轨道,两段轨道相切于B点.一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下,重力加速度为g.

(1)若固定小车,求滑块运动过程中对小车的最大压力;

(2)若不固定小车,滑块仍从A点由静止下滑,然后滑入BC轨道,最后从C点滑出小车.已知滑块质量m=M2,在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2倍,滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ,求:

①滑块运动过程中,小车的最大速度大小vm;

②滑块从B到C运动过程中,小车的位移大小s.

姜钧伟回答:
  (1)当滑块到达B时的速度最大,受到的支持力最大;当滑块下滑的过程中机械能守恒,得:mgR=12mv2B滑块在B点处受到的支持力与重力的合力提供向心力,得:N-mg=mv2BR解得:N=3mg由牛顿第三定律得:滑块对小车的压力:...
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