如圖所示，AB部分是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌道BC相切．一質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊，在水平力F的作用下靜止于P點．已知PO與水平方向的夾角θ=30°，圓弧軌道的半徑R=0.9m，圓弧軌道光滑，物塊與水平軌道BC之間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.4．重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小物塊靜止于P點時水平力F的大小
（2）撤去水平力F，由P點無初速釋放小物塊，求小物塊通過最低點B時軌道對小物塊的支持力NB
（3）小物塊在水平軌道上滑動的最大距離s．

解：（1）物塊在P點的受力如圖．
據(jù)平衡條件可得：
（2）物塊由P點運動至B點的過程中，機械能守恒，則有：

運動至B點時，據(jù)牛頓第二定律有：

得
（3）物塊在水平軌道上滑行的過程，據(jù)動能定理有：

得
答：
（1）小物塊靜止于P點時水平力F的大小為5N．
（2）小物塊通過最低點B時軌道對小物塊的支持力NB是10N．
（3）小物塊在水平軌道上滑動的最大距離s是m．
分析：（1）小物塊在水平力F的作用下靜止于P點，合力為零，分析物塊的受力情況，作出受力圖，由平衡條件求解F的大��；
（2）物塊由P點運動至B點的過程中，軌道的支持力不做功，只有重力做功，機械能守恒，即可求出物塊滑到B點時的速度大�。贐點，由重力和軌道的支持力的合力提供物塊的向心力，根據(jù)牛頓第二定律求解NB；
（3）物塊從B點向右滑行的過程中，滑動摩擦力做功．根據(jù)動能定理求解最大距離s．
點評：本題是平衡條件、牛頓第二定律、機械能守恒和動能定理的綜合應用，要培養(yǎng)自己分析運動過程，選擇物理規(guī)律的能力．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為m的小球固定在光滑輕細桿的上端，細桿通過光滑的限位孔且保持豎直．在光滑水平面上放置一個質(zhì)量為M=2m的凹形槽，凹形槽的光滑內(nèi)表面如圖所示，AB部分是斜面，與水平面成θ=30°，BCD部分是半徑為R的圓弧面，AB與BCD兩面在B處相切．讓細桿的下端與凹形槽口的左邊緣A點接觸．現(xiàn)將小球釋放，求：
（1）當輕細桿的下端滑到凹形槽的最低點C時，凹形槽的速度是多大；
（2）輕細桿的下端能否運動到凹形槽口的右邊緣 D點；（回答“能”或“不能”，并簡述理由）
（3）當輕細桿的下端滑到B點的瞬間，小球和凹形槽的速度各是多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，AB部分是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌道BC相切．一質(zhì)量為m=0.5kg的小物塊，在水平力F的作用下靜止于P點．已知PO與水平方向的夾角θ=30°，圓弧軌道的半徑R=0.9m，圓弧軌道光滑，物塊與水平軌道BC之間的滑動摩擦因數(shù)μ=0.4．重力加速度g=10m/s2．求：
（1）小物塊靜止于P點時水平力F的大小
（2）撤去水平力F，由P點無初速釋放小物塊，求小物塊通過最低點B時軌道對小物塊的支持力NB
（3）小物塊在水平軌道上滑動的最大距離s．

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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為m的小球固定在光滑輕細桿的上端，細桿通過光滑限位孔保持豎直．在光滑水平面上放置一質(zhì)量為M=2m的凹形槽，凹形槽的光滑內(nèi)表面如圖所示，AB部分是斜面，與水平面成θ=30°，BCD部分是半徑為R的圓弧面，AB與BCD兩面在B處相切．讓細桿的下端與凹形槽口的左邊緣A點接觸．現(xiàn)將小球釋放，求：
（1）當輕細桿的下端滑到凹形槽的最低點C時，凹形槽的速度是多大．
（2）當輕細桿的下端滑到B點的瞬間，小球和凹形槽的速度各是多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

質(zhì)量為m的小球固定在光滑輕細桿的上端，細桿通過光滑限位孔保持豎直。在光滑水平面上放置一質(zhì)量為M＝2m的凹形槽，凹形槽的光滑內(nèi)表面如圖所示，AB部分是斜面，與水平面成θ＝30°，BCD部分是半徑為R的圓弧面，AB與BCD兩面在B處相切。讓細桿的下端與凹形槽口的左邊緣A點接觸�，F(xiàn)將小球釋放，求：

（1）當輕細桿的下端滑到凹形槽的最低點C時，凹形槽的速度是多大；

（2）輕細桿的下端能否運動到凹形槽口的右邊緣 D點；（只要回答“能”或“不能”，不需說明原因）

（3）當輕細桿的下端滑到B點的瞬間，小球和凹形槽的速度各是多大。

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科目：高中物理 來源：2013級重慶市高三上期第三次月考理綜物理試卷（解析版） 題型：計算題

（14分）如圖所示，AB部分是豎直平面內(nèi)的四分之一圓弧軌道，在下端B與水平直軌道BC相切。一質(zhì)量為的小物塊，在水平力的作用下靜止于P點。已知PO與水平方向的夾角，圓弧軌道的半徑，圓弧軌道光滑，物塊與水平軌道BC之間的滑動摩擦因數(shù)。重力加速度.求：

（1）小物塊靜止于P點時水平力的大小;

（2）撤去水平力，由P點無初速釋放小物塊，求小物塊通過最低點B時軌道對小物塊的支持力;

（3）小物塊在水平軌道上滑動的最大距離.

 

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