Question

高中物理题 急求答案

粗糙水平轨道AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BC相切于B点,一物块(可看成为质点)在水平力F作用下自水平轨道上的P点处由静止开始匀加速运动到B，此时撤去F。物块滑上圆弧轨道，在圆弧轨道上运动一段时间后，回到水平轨道，恰好返回到P点停止运动，已知物块在圆弧轨道上运动时对轨道的压力最大值为206N，最小值为197N，图中P点离B点的距离恰好等于圆弧轨道的半径，求水平力F的大小

Answer 1

设圆弧半径是R，由题目知，第一次到达B点时物块对轨道压力最大,这时的速度设为 V1 ,
则　F大－mg＝m*V1^2 / R .............................................方程1
当物块上升到圆弧最高时，速度为0，此时它对圆弧的压力最小，此处到B点的竖直高度设为H，
则由从B点上升到该处，机械能守恒　得　m*V1^2 / 2＝mgH
H＝V1^2 / (2 g)
在最高处，有　F小＝mg*cosθ　，θ是在此处对应的半径与竖直方向的夹角
cosθ＝（R－H）/ R
即　F小＝mg*（R－H）/ R＝mg*{ R－[ V1^2 / (2 g) ] } / R　....方程2
从P点到B点，用动能定理，F*R－ f *R＝m*V1^2 / 2　.......................方程3，f 是摩擦力大小
从B点返回P点，用动能定理，　f *R＝ m*V1^2 / 2　 ......................方程4
由方程1和2　得
206－m*10＝m*V1^2 / R
197＝m*10*{ R－[ V1^2 / (2 *10 ) ] } / R
整理得　m*V1^2 / R＝6　牛
由方程3和4　得　F＝m*V1^2 / R
所以所求水平力大小是　F＝6牛

Answer 2

给个图先，我帮你解出。

Answer 3

6