16.如图所示,固定斜面AB、CD与竖直光滑圆弧BC相切于B、C点,两斜面的倾角θ=37°,圆弧BC半径R=2m.一质量m=1kg的小滑块(视为质点)从斜面AB上的P点由静止沿斜面下滑,经圆弧BC冲上斜面CD.已知P点与斜面底端B间的距离L1=6m,滑块与两斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,g=10m/s2.求:
(1)小滑块第1次经过圆弧最低点E时对圆弧轨道的压力;
(2)小滑块第1次滑上斜面CD时能够到达的最远点Q(图中未标出)距C点的距离
(3)小滑块从静止开始下滑到第n次到达B点的过程中在斜面AB上运动通过的总路程.
(1)38N,方向竖直向下(2)(3)
或
(1)小滑块由P运动到E点:,经E点:
解得:FN=38N
滑块对轨道的压力:FN′=FN=38N,方向竖直向下;
(2)设小滑块在斜面AB上依次下滑的距离分别为L1、L2、L3…,在斜面CD上依次上滑的距离分别为x1、x2、x3…,
小滑块由P运动到Q点:mg(L1﹣x1)sin37°﹣μmg(L1+x1)cos37°=0
解得
(3)同理可得:
(1)对从P运动到E点过程运用动能定理列式求解E点速度;然后在E点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解;
(2)根据动能定理列式求解即可;
(3)先找出物体在斜面上滑动位移间的规律,然后左右两侧讨论.
本题关键要多次根据动能定理列式求解,对于第三问,关键找出重复性规律,然后分两种情况讨论进行解答。