Question

一道高中物理题，急

为了研究过山车的原理，物理小组提出了下列设想：取一个与水平方向夹角为37°、长L=2.0m的粗糙的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道除AB段以外都是光滑的。其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，如图示。一个小物块以初速度v0=4.0m/s，从某一高处水平抛出，到A点时速度方向恰沿AB方向，并沿倾斜轨道滑下。已知物块与倾斜轨道的动摩擦因数μ=0.50 （g取10m/s2，sin37°=0.60 ,cos37°=0.80）

求： 要使小物块不离开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件；
答案是说：“要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB，则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心，”这是为什么呀？如果从水平轨道DE滑出，小物块是怎样运动的？
请高手详细解答，
谢谢啦​

​
最后
解得R′≥1.65m

Answer 1

是这样的，如果小物体在圆轨道上上升的高度大于圆的心高度，有两种可能
一，速度比较大，过最高点后从DE滑出
二，速度小一点，会从轨道上掉下来
而 要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB
则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心
不清楚再追问

Answer 2

人吹号角，号角对周围空气做功，产生振动，总的来说能量是人给的，至于能量的去向，声波向外传播时，要带动下一时刻空气的振动，并且是向空间各个方向传播，不断传递和消耗着能量。

Answer 3

解：要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB，则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心，因为一旦上升高度超过圆心，就有从空中掉落的趋势

设从抛出点到A点的高度差为h，根据平抛运动的规律有：

vy^2=2gh

vy/v0=tan37=3/4

h=0.45m 

 小物体到达A点时的速度：vA=√(v0^2+vy^2)=5m/s

从A到B，由动能定理：

mgLsin37°-μmgcos37°×L= 1/2mvB^2-1/2mvA^2...............1式

要使小物块不离开轨道并且能够滑回倾斜轨道AB，则小物体沿圆轨道上升的最大高度不能超过圆心，即：

1/2mvB^2≤mgR′ 。。。。。。。。。。。2式

由1,2式得

解得R′≥1.65m 

BCDE段机械能守恒

而且能从水平轨道DE滑出，说明能达到最高点G（人为设定）

那么向心力≥重力

列式

1/2mvB^2=1/2mvG^2+mg2R

mvG^2/R≥mg

解得

R≤0.66m

   

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追问

第2问：要使不离小物块开轨道，并从水平轨道DE滑出，求竖直圆弧轨道的半径应该满足什么条件．？这问题应该怎么想，你能帮着解答一下吗

追答

关键在于在最高点时的速度有要求，当重力充当向心力时是临界值，即向心力≥重力
mvG^2/R≥mg

而在做圆周运动（非匀速），机械能守恒
望采纳

Answer 4

解:v1=10m/s
v2=8m/s
取竖直向上为正方向，根据动量定理，有:
(F-mg)t=mv2-m(-v1)
代入数据，得:
F=10N
根据牛顿第三定律，有
F、=10N

Answer 5

图在哪了 看不到呀