Question

关于一道高中物理题的疑惑

（2012•山东）如图所示，一工件置于水平地面上，其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道，BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道，二者相切于B点，整个轨道位于同一竖直平面内，P点为圆弧轨道上的一个确定点．一可视为质点的物块，其质量m=0.2Kg，与BC间的动摩擦因数μ1=0.4．工件质量M=0.8Kg，与地面间的动摩擦因数μ2=0.1．（取g=10m/s2）
（1）若工件固定，将物块由P点无初速度释放，滑至C点时恰好静止，求P、C两点间的高度差h．（2）若将一水平恒力F作用于工件，使物块在P点与工件保持相对静止，一起向左做匀加速直线运动．①求F的大小．

②当速度v=5m/s时，使工件立刻停止运动（即不考虑减速的时间和位移），物块飞离圆弧轨道落至BC段，求物块的落点与B点间的距离．

问题:②问里的，物块不受外力了，受到支持力和重力，合力应该向右下运动，怎么会是做速度水平的平抛运动呢？

Answer 1

物体本来就有水平向左的速度,由于惯性,会做平抛运动

本题解为:（1）物块从P点下滑经B点至C点的整个过程，根据动能定理得：
mgh-μ1mgL=0
代入数据得：
h=0.2m…①
（2）①设物块的加速度大小为a，P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ，由几何关系可得
cosθ=R−h
R…②
根据牛顿第二定律，对物体有
mgtanθ=ma…③
对工件和物体整体有
F-μ2（M m）g=（M m）a…④
联立①②③④式，代入数据得
F=8.5N…⑤
②设物体平抛运动的时间为t，水平位移为x1，物块落点与B间的距离为x2，由运动学公式可得
h=1
2gt2…⑥
x1=vt…⑦
x2=x1-Rsinθ…⑧
联立①②⑥⑦⑧式，代入数据得
x2=0.4m

Answer 2

分析工件停止前的瞬间，他们是有共同速度的，且工件一停下来，物件就要与他分离了，也就是说没有接触了，不会产生弹力（支持力）只在重力的作用下以一定的初速度做平抛运动

Answer 3

物体本来就有水平