如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道ABCD，半径为R，其A、C点与圆心等高，D点为轨道最高点．现使小球自A点正上方某处由静止释放，从A点进入圆轨道运动，

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如图所示，固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道ABCD，半径为R，其A、C点与圆心等高，D点为轨道最高点．现使小球自A点正上方某处由静止释放，从A点进入圆轨道运动，小球恰好能通过D点．已知当地的重力加速度为g，不计空气阻力，试求：
（1）小球释放点到A点的高度h；
（2）小球通过C点时轨道对它的支持力N．魔方格

答案

（1）设小球的质量为m，通过C点和D点时的速度分别为v_C和v_D，由于小球恰好能通过D点，说明在D点轨道对小球的支持力为零，
根据牛顿第二定律可知mg=m

vD2

根据机械能守恒定律可知mg(h-R)=

mvD2
联立解得h=

R
（2）根据机械能守恒定律可知mgh=

mvC2
根据牛顿第二定律可知N=m

vC2

联立解得小球通过C点时轨道对它的支持力 N=3mg．
答：（1）小球释放点到A点的高度h=

R．
（2）小球通过C点时轨道对它的支持力为3mg．

举一反三

如图所示，小木块在沿斜面向上的恒定外力F作用下，从A点由静止开始做匀加速运动，前进了0.45m抵达B点时，立即撤去外力．此后小木块又前进0.15m到达C点，速度为零．已知木块与斜面间的动摩擦因数μ=

，木块质量m=1kg．求：
（1）木块向上经过B点时速度为多大？
（2）木块在AB段所受的外力F多大？（取g=10m/s²）
（3）木块回到A点的速度v为多大？魔方格

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如图所示，一个半径R=1.0m的圆弧形光滑轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与竖直方向夹角θ=60°，C为轨道最低点，D为轨道最高点．一个质量m=0.50kg的小球（视为质点）从空中A点以v₀=4.0m/s的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道．重力加速度g取10m/s²．试求：
（1）小球抛出点A距圆弧轨道B端的高度h．
（2）小球经过轨道最低点C时对轨道的压力F_C．
（3）小球能否到达轨道最高点D？若能到达，试求对D点的压力F_D．若不能到达，试说明理由．魔方格

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如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷．将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变．不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中．已知静电力恒量k和重力加速度g，求：
（1）A球刚释放时的加速度．
（2）当A球的动能最大时，求此时A球与B点的距离．魔方格

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A如图所示，质量为2千克的物体，在竖直平面内高h=0.8米的光滑弧形轨道A点，由静止起沿轨道滑下，并进入BC轨道．已知BC段的动摩擦因数µ=0.4，求
（1）物体滑至B点时的速度；
（2）物体最后静止处距B点的距离．魔方格

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B卡车质量为1×10³kg，发动机最大输出功率为84kW．卡车由静止出发，开上倾角为30°的斜坡，已知摩擦力为车重的0.1倍．
（1）求卡车在坡路上匀速行驶的最大速度；
（2）如果卡车在坡路上匀速向上行驶的最大速度为8m/s，求卡车所装货物的质量．

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