如图,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0
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解题思路:(1)由机械能守恒定律求出滑块的速度,然后由牛顿第二定律求出支持力,再求压力.

(2)由动能定理求出滑块的速度,滑块离开斜面后做平抛运动,应用平抛运动规律可以求出时间.

(1)设小滑块运动到B点的速度为VB

由机械能守恒定律有:mgR=[1/2]mvB2 …①

由牛顿第二定律有F-mg=m

v2B

R…②

联立①②解得小滑块在B点所受支持力为:F=30 N…③

由牛顿第三定律有,小滑块在B点时对圆弧的压力为30N…④;

(2)设小滑块运动到C点的速度为VC,由动能定理有:mgR-µmgL=[1/2]mvC2…⑤

解得小滑块在C点的速度:vC=4 m/s…⑥,

小滑块平抛到地面的水平距离:s=vCt=vC

2h

g,

代入数据解得:s=1.2m…⑦

斜面底宽:d=hcotθ,

解得:d=0.78m…⑧

因为S>d,所以小滑块离开C点后不会落到斜面上.

因此,小滑块从C点运动到地面所需的时间即为小滑块平抛运动所用时间为:

t=

2h

g=

2×0.45

10=0.3s;

答:(1)滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力为30N.

(2)滑块从C点运动到地面所需的时间为0.3s.

点评:

本题考点: 机械能守恒定律;牛顿第二定律.

考点点评: 本题考查了求压力、运动时间问题,分析清楚物体运动过程、应用机械能守恒定律、动能定理、平抛运动规律即可正确解题.