Question

【題目】如圖所示，在粗糙水平面上豎直固定半徑為R＝10 cm的光滑圓軌道，質量為m＝4 kg的物塊靜止放在粗糙水平面上的A處，物塊與水平面間的動摩擦因數μ＝0.4，A與B的間距L＝0.76 m，現對物塊施加大小為F=25N，方向與水平方向成370角的恒定拉力，使其沿粗糙水平面做直線運動，到達B處將拉力F撤去，物塊沿豎直光滑圓軌道運動，重力加速度g取10 m/s2， ，物塊可視為質點．求：

（1）物塊到達與圓心等高處C處時的動能；

（2）試判斷物塊是否可以通過圓軌道最高點；若不能，物塊離開圓軌道時距B點的高度是多少？（提示：在圓周運動過程中的任一點，質點所受的向心力與其速度的關系為）

Answer 1

【答案】（1）3.6J；（2）16cm；

【解析】解：（1）從A點到B點的過程中

解得：

（2）若物塊恰好通過最高點，則在最高點有

從B點到最高點的過程中：

解得： 所以不能到達最高點

設離開圓軌道的點C和圓心連線與水平方向夾角為，則從B點到C點的過程中，根據機械能守恒：

在C點：

C距B點的高度

解得：H=16cm

綜上所述本題答案是：（1）3.6J；（2）16cm