如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成：水平直軌AB，半徑分別為R1 =1.0 m和R2 =3.0 m的弧形軌道，傾斜直軌CD長為L=6 m，AB、CD與兩圓形軌道相切，其中傾斜直軌CD部分表面粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=，其余各部分表面光滑。一質(zhì)量為m=2 kg的滑環(huán)（套在滑軌上），從AB的中點(diǎn)E處以v0 = 10 m/s的初速度水平向右運(yùn)動(dòng)。已知θ=37 °，（g取10 m/s2）求：

（1）滑環(huán)第一次通過⊙O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力；

（2）滑環(huán)通過⊙O1最高點(diǎn)A的次數(shù)；

（3）滑環(huán)克服摩擦力做功所通過的總路程。

解：(1)滑環(huán)從E點(diǎn)滑到F點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒得mv02+ mgΔh =mvF2①

在F點(diǎn)對滑環(huán)分析受力，得FN -mg =m②

由①②式得FN=N③

根據(jù)牛頓第三定律得滑環(huán)第一次通過⊙O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力為N。④

(2)由幾何關(guān)系可得傾斜直軌CD的傾角為37°，每通過一次克服摩擦力做功為

W克=μmgLcosθ，得W克=16 J⑤

Ek0=mv02 n==6.25，取6次。⑥

(3)由題意可知得：滑環(huán)最終只能在⊙O2的D點(diǎn)下方來回晃動(dòng)，即到達(dá)D點(diǎn)速度為零，由能量守恒得

mv02+mgR2 (1 + cosθ) = μmgscosθ⑦

解得滑環(huán)克服摩擦力做功所通過的路程s=78 m。⑧

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的 金屬桿組成：水平直軌AB，半徑分別為R1=1.0m和R2=3.0m的弧形軌道APC和BQD，傾斜直軌 CD長為L=6m，AB、CD與兩圓形軌道相切，其中傾斜直軌CD部分表面粗糙，動(dòng)摩 擦因數(shù)為μ=
16
，其余各部分表面光滑．一質(zhì)量為m=2kg的滑環(huán)套在滑軌上，從AB的中點(diǎn)E處以V0=10m/s的初速度水平向左運(yùn)動(dòng)．已知θ=37°，sin37°=0.6，cos37°=0.8（取g=10m/s2）
求：（ 1）滑環(huán)第一次通過圓O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力；
（2）滑環(huán)在克服摩擦力做功過程中所經(jīng)過的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成，水平直軌AB，半徑分別為R1=1.0m和R2=3.0m的弧形軌道，傾斜直軌CD長為L=6m且表面粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)為
μ=
16
，其它三部分表面光滑，AB、CD與兩圓形軌道相切．現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)質(zhì)量均為m=2kg的小球穿在滑軌上，甲球靜止在B點(diǎn)，乙球從AB的中點(diǎn)E處以v0=10m/s的初速度水平向左運(yùn)動(dòng)．兩球在整個(gè)過程中的碰撞均無能量損失且碰撞后速度交換．已知θ=37°，（取
g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）求：
（1）甲球第一次通過O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力
（2）在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，兩球相撞次數(shù)
（3）兩球分別通過CD段的總路程．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成：光滑水平直軌AB，半徑分別為R1=1.0m和R2=3.0m的光滑弧形軌道，傾斜直軌CD長為L=6m，AB、CD與兩圓形軌道相切．有質(zhì)量為m=2kg的小球穿在滑軌上，小球與CD桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=
16
，現(xiàn)給小球v0=10m/s的初速度從AB的中點(diǎn)E處水平向左開始運(yùn)動(dòng)．已知θ=37°，（取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8）
求：（1）小球第一次通過O2弧形軌道的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力；
（2）小球從E點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)后整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，經(jīng)過C 點(diǎn)的次數(shù)．

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的金屬桿組成：水平直軌AB，半徑分別為R1=1.0m和R2=3.0m的弧形軌道，傾斜直軌CD長為L=6m，AB、CD與兩圓形軌道相切，其中傾斜直軌CD部分表面粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=
16
，其余各部分表面光滑．一質(zhì)量為m=2kg的滑環(huán)（套在滑軌上），從AB的中點(diǎn)E處以v0=10m/s的初速度水平向右運(yùn)動(dòng)．已知θ=37°，（g取10m/s2）求：
（1）滑環(huán)第一次通過O2的最低點(diǎn)F處時(shí)對軌道的壓力；
（2）滑環(huán)通過O1最高點(diǎn)A的次數(shù)；
（3）滑環(huán)克服摩擦力做功所通過的總路程．

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科目：高中物理 來源：2011屆湖北省襄樊四校高三上學(xué)期期中考試物理卷 題型：計(jì)算題

如圖是放置在豎直平面內(nèi)游戲滑軌的模擬裝置，滑軌由四部分粗細(xì)均勻的 金屬桿組成：水平直軌AB，半徑分別為R1=1.0m和R2=3.0m的弧形軌道APC和BQD，傾斜直軌 CD長為L=6m,AB、CD與兩圓形軌道相切，其中傾斜直軌CD部分表面粗糙，動(dòng)摩 擦因數(shù)為=，其余各部分表面光滑。一質(zhì)量為m=2kg的滑環(huán)套在滑軌上，從AB的中點(diǎn)E處以V0=10m/s的初速度水平向左運(yùn)動(dòng)。已知，sin37°=0.6，cos37°=0.8（取g=10m/s2）          
求：( 1) 滑環(huán)第一次通過圓O2的最低點(diǎn)F處  
時(shí)對軌道的壓力；
（2）滑環(huán)在克服摩擦力做功過程中所經(jīng)過 
的總路程；

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