如图，半径R=1.0m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L=0.5m的水平面BC相切于B点，BC离地面高h=0.45m，C点与一倾角为θ=37

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如图，半径R=1.0m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点B与长为L=0.5m的水平面BC相切于B点，BC离地面高h=0.45m，C点与一倾角为θ=37°的光滑斜面连接，质量m=1.0kg的小滑块从圆弧上某点由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1。求：
（1）若小滑块到达圆弧B点时对圆弧的压力刚好等于其重力的2倍，则小滑块应从圆弧上离地面多高处释放；
（2）试判断小滑块离开C点后将落在何处并求其在空中的飞行时间。（已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取l0m/s²）

答案

解：（1）设小滑块运动到B点的速度为v_B
由机械能守恒定律有：mg（H－h）＝

mv_B²
由牛顿第二定律有：F－mg＝m

联立上式解得：H=0.95m
（2）设小滑块运动到C点的速度为v_C由动能定理有：mg（H－h）－μmgL=

mv_C²
解得小滑块在C点的速度v_C＝3m/s
小滑块平抛到地面的水平距离s＝v_Ct＝v_C

＝0.9m
斜面底宽d＝hcotθ＝0.6m
因为S＞d，所以小滑块离开C点将落在水平地面上距斜面底端0.3m处
小滑块在空中的飞行时间即为小滑块平抛运动所用时间

＝0.3s

举一反三

如图所示，一位质量m=60kg参加“挑战极限”的业余选手，要越过一宽度为s=2.5m的水沟，跃上高为H=2.0m的平台，采用的方法是：人手握一根长L=3.25m的轻质弹性杆一端，从A点由静止开始匀加速助跑，至B点时，杆另一端抵在O点的阻挡物上，接着杆发生形变、同时脚蹬地，人被弹起，离地时重心高h=0.8m，到达最高点时杆处于竖直，人的重心在杆的顶端。运动过程中空气阻力可忽略不计。（取g=10m/s²）
（1）第一次试跳，人恰能到达最高点，则人在B点离开地面时的速度v₁是多少？
（2）第二次试跳，人在最高点放开杆水平飞出，恰好趴落到平台边缘，则人在最高点飞出时速度v₂至少多大？
（3）设在第二次试跳中，人跑到B点时速度大小为v_B=8m/s，求人在B点蹬地弹起瞬间，至少应做多少功？

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如图所示，光滑绝缘的细圆管弯成半径为R的半圆形，固定在竖直平面内，管口B、C的连线是水平直径。现有一带正电小球（可视为质点）从B点正上方的A点自由下落，A、B亮点间距离为4R。从小球进入管口开始，整个空间突然加上一个匀强电场，电场力在竖直向上的分力大小与重力大小相等，结构小球从管口C处脱离圆管后，其运动轨迹最后经过A点。设小球运动过程中带电量没有改变，重力加速度为g。求：
（1）小球到达B点的速度大小；
（2）小球受到的电场力的大小和方向；
（3）小球经过管口C处时对圆管壁的压力。

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如图所示，一半径为R、质量为M的1/4光滑圆弧槽D，放在光滑的水平面上，有一质量为m的小球由A点静止释放，在球沿圆弧下滑到B点的过程中，下述说法正确的是

[ ]
A．小球的机械能守恒
B．小球和槽组成的系统机械能守恒
C．小球、槽和地球组成的系统机械能守恒
D．小球、槽和地球组成的系统机械能不守恒

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2010年2月13日在加拿大温哥华冬奥会上，瑞士选手西蒙·阿曼在男子90米跳台滑雪项目上摘取首枚金牌。如图，西蒙·阿曼经过一段加速滑行后从O点水平飞出，落到斜坡上的A点距O点的最远距离为108米。已知O点是斜坡的起点，假设斜坡与水平面的夹角

＝37°，西蒙·阿曼的质量m＝60kg。不计空气阻力。（取sin37°＝0.60，cos37°＝0.80，g＝10 m/s²）求在最远的这一跳中：
（1）西蒙·阿曼在空中飞行的时间；
（2）西蒙·阿曼离开O点时的速度大小；
（3）西蒙·阿曼落到A点时的动能。

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图中滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平放置的光滑固定导轨上自由滑动，小球与滑块上的悬点O由一不可伸长的轻绳相连，轻绳长为l。开始时，轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有粘住物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度减为零，小球继续向左摆动，当轻绳与竖直方向的夹角θ＝60°时小球到达最高点。求：
（1）小球到达最低点时速度的大小；
（2）滑块与挡板刚接触的瞬时，滑块速度的大小；
（3）小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功。

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