题目
如图所示,与水平面成θ=37°的光滑斜面与一光滑轨道相切于A点,斜面AB的长度s=2.3 m.让物体(可视为质点)从B点静止释放,恰能沿轨道运动到圆轨道的最高点C,空气阻力忽略不计(取sin 37°=0.6,cos 37°=0.8). (1)求圆轨道的半径R; (2)设物体从C点落回斜面AB上的P点,试通过计算判断P位置比圆心O高还是低.
答案:解析:(1)物体在最高点C时只受重力,由牛顿第二定律得 mg=m, vC= 物体从B到C的过程中,由机械能守恒定律得mgssin θ=mv+mg(R+Rcos θ) 代入数据解得R=0.6 m. (2)设物体落到与O点等高处,则由平抛运动的规律得R=gt2, x=vCt, 联立解得x=R 又由图可知O点到斜面的水平距离为 x′==R 显然x′>x,故物体的落点位置P低于O点. 答案:(1)0.6 m (2)低 .