Question

1．如圖所示，粗糙水平軌道AB長為s=0.5m，光滑曲軌道BC高為h=0.45m．與水平軌道平滑連接在B點(diǎn)．其中C點(diǎn)的切線沿水平方向．在C點(diǎn)正下方的水平面上有一寬為d=0.3m的壕溝DE．質(zhì)量為m=1kg的小物塊從A點(diǎn)由靜止在恒力F的作用下開始運(yùn)動(dòng)，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤去恒力F，若小物塊恰能從C點(diǎn)飛出后越過壕溝．已知小物塊與粗糙水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2，不計(jì)空氣阻力．求：
（1）小物塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度v₁的大��；
（2）在B點(diǎn)剛撤去恒力F時(shí)，小物塊的速度v_B的大��；
（3）恒力F的大小．

Answer 1

分析 （1）由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可求得小物塊經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大��；
（2）對(duì)BC過程由動(dòng)能定理可求得小物塊的速度；
（3）對(duì)AB過程由動(dòng)能定理可求得恒力的大�。�

解答 解：（1）小球從C點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知：
h=$\frac{1}{2}$gt²；
d=vt
可得：v=1m/s；
（2）對(duì)BC過程由動(dòng)能定理可知：mgh=$\frac{1}{2}$mv_B²-$\frac{1}{2}$mv_C²
解得：v_B=$\sqrt{10}$=3.2m/s；
（3）對(duì)AB過程由動(dòng)能定理可得：
Fs-μmgs=$\frac{1}{2}$mv_B²；
解得：F=12N；
答：（1）小物塊經(jīng)過C點(diǎn)的速度v₁的大小為1m/s；
（2）在B點(diǎn)剛撤去恒力F時(shí)，小物塊的速度v_B的大小為3.2m/s；
（3）恒力F的大小為12N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查動(dòng)能定理及平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，要注意正確分析物理過程，做好受力分析，明確物理規(guī)律的正確應(yīng)用．