如圖所示,半徑為R的光滑圓弧軌道ABC豎直放置,A與圓心O等高,B為軌道的最低點,該圓弧軌道與一粗糙直軌道CD相切于C,OC與OB的夾角為53°。一質(zhì)量為m的小滑塊從P點靜止開始下滑,PC間距離為R,滑塊在CD上所受滑動摩擦力為重力的0.3倍。(sin53°,cos53°=0.6)求:

(1)滑塊從P點滑到B點的過程中,重力勢能減少多少?
(2)滑塊第一次經(jīng)過B點時對軌道的壓力大;
(3)為保證滑塊不從A處滑出,PC之間的最大距離是多少?
(1)1.2mgR;(2)2.8mg;(3)1.2R

試題分析:(1)設(shè)PC間的垂直高度為h
由幾何關(guān)系得h1=Rsin53°=0.8R,CB間的豎直高度h2=R-Rcos53°=0.4R
∴PB間高度差h=h1+h2=1.2R,所以滑塊從P滑到B減少的重力勢能為△Ep=mgh=1.2mgR;
(2)對B點,由牛頓第二定律知
從P到B,由動能定理:
聯(lián)立解得   F=2.8mg;
設(shè)PC之間的最大距離為L時,滑塊第一次到達A時速度為零,則對整個過程應(yīng)用動能定理
mgLsin53°+mgR(1-cos53°)-mgR-0.3mgL=0
代入數(shù)值解得     L=1.2R
練習冊系列答案
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(2)如果已知導體棒從x=0運動到x=x0的過程中,力F做的功為W,求此過程回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q;
(3)若B0=0.1T,k=0.2T/m,R0=0.1Ω,r=0.1Ω/m,L=0.5m,
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