Question

如圖所示，水平軌道上輕彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態時，其右端位于P點，現用一質量m＝0.1 kg的小物塊(可視為質點)將彈簧壓縮后釋放，物塊經過P點時的速度v0＝6 m/s，經過水平軌道右端Q點后恰好沿半圓光滑軌道的切線進入豎直固定的圓軌道，最后物塊經軌道最低點A拋出后落到B點，若物塊與水平軌道間的動摩擦因數μ＝0.15，s＝4 m，R＝1 m，A到B的豎直高度h＝1.25 m，取g＝10 m/s2.

(1)求物塊到達Q點時的速度大小(保留根號).
(2)判斷物塊經過Q點后能否沿圓周軌道運動.簡單說明理由。
(3)若物塊從A水平拋出的水平位移大小為4 m，求物塊在A點時對圓軌道的壓力．

Answer 1

（1） 
（2）物塊能經過Q點沿圓周軌道運動 （3）  F_N=7.4N 

⑴物塊由P---Q:  a=-μg 
 
得：  
（2）由于v_t>=m/s,所以 物塊能經過Q點沿圓周軌道運動 （3）物塊A---B:  X=v_A.t  
H= 
得：  
A點，  
F_N=7.4N  
由牛頓第三定律知：物塊在A點對軌道的壓力為7.4N,方向豎直向下。