Question

【題目】如圖所示，BCD是半徑R = 0.4m的豎直圓形光滑軌道，D是軌道的最高點，光滑水平面AB與圓軌道在B點相切。一質量m = 1kg可以看成質點的物體靜止在水平面上的A點。現用F = 8N的水平恒力作用在物體上，使它在水平面上做勻加速直線運動，當物體到達B點時撤去外力F，之后物體沿BCD軌道運動。已知A與B之間的距離x=2m，取重力加速度g = 10m/s。求：

（1）恒力F做的功WF；

（2）物體運動到D點時的速度大小vD；

（3）在D點軌道對物體的壓力大小FN。

Answer 1

【答案】（1）；（2）；（3）

【解析】

(1)物體從A到B，根據功的定義式

解得：；

(2)物體從A到B，根據動能定理有：

物體從B到D，根據機械能守恒定律有：

解得：；

(3)在D點，物體受力如圖所示

根據牛頓第二定律得：

解得：