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如图所示,位于竖直平面内的粗糙斜轨道AB与光滑水平轨道BC及竖直光滑半圆形轨道C...

如图所示,位于竖直平面内的粗糙斜轨道AB与光滑水平轨道BC及竖直光滑半圆形轨道CD平滑连接,半圆轨道的直径DC垂直于BC,斜轨道的倾角θ=37°,圆形轨道的半径为R。一质量为m的小滑块可看作质点从高为H的斜轨道上的P点由静止开始下滑,然后从直轨道进入圆形轨道运动,运动到圆形轨道的最高点D时对轨道的压力大小恰与重力相等,小滑块过最高点D后做平抛运动,恰好垂直撞击在斜轨道的Q点。已知sin 37°=06,cos 37°=08,重力加速度为g。求:

1滑块运动到圆形轨道最高点时的速度大小;

2水平轨道BC的长度。

 

(1)(2) 【解析】 试题分析:(1)滑块运动到轨道最高点D时,轨道对滑块的支持力与滑块重力的合力提供向心力,有 ,解得滑块运动到最高点时的速度大小为 (2)滑块运动到Q点时的水平速度 由垂直撞击可知滑块运动到Q点时的竖直分速度 由此可得平抛运动的时间 平抛的水平分位移 平抛的竖直分位移 Q点的离地高度 故水平轨道BC的长度 考点:牛顿第二定律的应用;平抛运动 【名师点睛】本题考查动能定理、平抛运动及竖直面内的圆周运动,选择合适的过程,并注意竖直面内圆周运动的临界条件即可求解;此题是中等题,考查学生综合分析问题的基本能力.  
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