题目

如图为“S”字形玩具轨道，该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内，轨道弯曲部分由两个半径相等的半圆连接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，某弹射装置将一个小球（可视为质点）从a点以速度v₀水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从p点水平抛出，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.2，不计其他机械能损失，ab段长L=1.25m，圆的半径R=0.1m，小球质量m=0.01kg，轨道质量为m′=0.15kg，g=10m/s²，求：

（1）若v₀=5m/s，小球从p点抛出后的水平射程．
（2）若v₀=5m/s，小球经过轨道的最高点时，管道对小球作用力的大小和方向．
（3）设小球进入轨道之前，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v₀至少为多少时，轨道对地面的压力会为零，并指出此时小球的位置．

提问时间：2021-03-11

答案

（1）设小物体运动到p点的速度大小为v，对小物体由a点运动到p点过程，运用动能定理得-μmgL-mg•4R=12mv2-12mv20小物体自p点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为s，则：  4R=12gt2   s=vt联立代入数据...