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如圖所示，水平軌道AB與位于豎直面內半徑為R的半圓形光滑軌道BCD相連，半圓形軌道的BD連線與AB垂直．質量為m可看作質點的小滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點由靜止開始向左運動，到達水平軌道的末端B點時撤去外力，小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D，滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到A點．已知重力加速度為g，求：
（1）滑塊通過D點的速度大�。�
（2）滑塊經過B點進入圓形軌道時對軌道壓力的大小．
（3）滑塊在AB段運動過程中的加速度大�。�
分析：（1）小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D，可知此時重力提供向心力，由牛頓第二定律列方程求解滑塊通過D點的速度
（2）從B到D應用機械能守恒定律，結合第一問的結果可得B點的速度，在此位置應用牛頓第二定律列方程可得軌道對物體的彈力，應用牛頓第三定律得到物體對軌道的壓力
（3）物體從D點后改做平拋運動，由平拋規(guī)律可得AB間的水平距離，應用勻變速運動規(guī)律可得滑塊在AB段運動過程中的加速度大小
解答：解：（1）設滑塊恰好通過最高點D的速度為vD，根據牛頓第二定律有
mg=
mv
2
D
R

解得：vD=
gR

（2）滑塊自B點到D點的過程機械能守恒，設滑塊在B點的速度為vB，則有：
1
2
mv
2
B
=
1
2
 
 
mv
2
D
+2mgR
解得：
v
2
B
=5gR
設滑塊經過B點進入圓形軌道時所受的支持力為NB，根據牛頓第二定律有
 NB-mg=
mv
2
B
R
  
  解得：NB=6mg
由牛頓第三定律可知，滑塊經過B點時對軌道的壓力大小NB′=6mg
（3）對于滑塊自D點平拋到A點，設其時間為t，則有：
2R=
1
2 
gt2
sAB=vDt
解得：sAB=2R
設滑塊由A點到B點的過程中加速度為a，則有  
v
2
B
=2asAB
解得：a=
5g
4
答：（1）滑塊通過D點的速度為
gR

（2）滑塊經過B點進入圓形軌道時對軌道壓力的大小為6mg
（3）滑塊在AB段運動過程中的加速度大小
5g
4
點評：①物體恰好通過D點是本題的突破口，這一點要注意把握；
②題目要求滑塊經過B點進入圓形軌道時對軌道的壓力大小而根據物體在B點的運動情況所求的是軌道對物體的支持力，故運動別忘記“由牛頓第三定律求解滑塊在B點對軌道的壓力
練習冊系列答案
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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道上輕彈簧左端固定，彈簧處于自然狀態(tài)時，其右端位于P點，現(xiàn)用一質量m=0.1kg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=6m/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(shù)μ=0.15，s=4m，R=1m，A到B的豎直高度h=1.25m，取g=10m/s2．
（1）求物塊到達Q點時的速度大�。ūＡ舾枺�
（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4m，求物塊在A點時對圓軌道的壓力．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道和豎直面內的光滑半圓軌道在B點連接．滑塊在恒定外力作用下從水平軌道上的A點由靜止出發(fā)向左運動，到B點時撤去外力，滑塊恰好能通過半圓軌道最高點C，脫離半圓形軌道后又剛好落到原出發(fā)點A．試求滑塊在AB段運動過程中的加速度a的大小？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道AB段為粗糙水平面，BC段為一水平傳送帶，兩段相切于B點．一質量為m=1kg的物塊（可視為質點），靜止于A點，AB距離為s=2m．已知物塊與AB段和BC段的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5，g取10m/s2．

（1）若給物塊施加一水平拉力F=11N，使物塊從靜止開始沿軌道向右運動，到達B點時撤去拉力，物塊在傳送帶靜止情況下剛好運動到C點，求傳送帶的長度；
（2）在（1）問中，若將傳送帶繞B點逆時針旋轉37°后固定（AB段和BC段仍平滑連接），要使物塊仍能到達C端，則在AB段對物塊施加拉力F應至少多大；
（3）若使物塊以初速度v0從A點開始向右運動，并仍滑上（2）問中傾斜的傳送帶，且傳送帶以4m/s速度向上運動，要使物體仍能到達C點，求物塊初速度v0至少多大．

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，水平軌道PAB與
1
4
圓弧軌道BC相切于B點，其中，PA段光滑，AB段粗糙，動摩擦因數(shù)μ=0.1，AB段長度L=2m，BC段光滑，半徑R=lm．輕質彈簧勁度系數(shù)k=200N/m，左端固定于P點，右端處于自由狀態(tài)時位于A點．現(xiàn)用力推質量m=2kg的小滑塊，使其緩慢壓縮彈簧，當推力做功W=25J時撤去推力．已知彈簧彈性勢能表達式Ek=
1
2
kx2其中，k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量，重力加速度取g=10m/s2．
（1）求推力撤去瞬間，滑塊的加速度a；
（2）求滑塊第一次到達圓弧軌道最低點B時對B點的壓力Fn；
（3）判斷滑塊能否越過C點，如果能，求出滑塊到達C點的速度vc和滑塊離開C點再次回到C點所用時間t，如果不能，求出滑塊能達到的最大高度h．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?安徽二模）如圖所示，水平軌道AB與半徑為R的豎直半圓形軌道BC相切于B點．質量為2m和m的a、b兩個小滑塊（可視為質點）原來靜止于水平軌道上，其中小滑塊以與一輕彈簧相連．某一瞬間給小滑塊以一沖量使其獲得v0=3
gR
的初速度向右沖向小滑塊b，與b碰撞后彈簧不與b相粘連，且小滑塊b在到達B點之前已經和彈簧分離，不計一切摩擦，求：
（1）a和b在碰撞過程中彈簧獲得的最大彈性勢能；
（2）小滑塊b經過圓形軌道的B點時對軌道的壓力；
（3）小滑塊b最終落到軌道上何處．

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