如圖，在地面上方的豎直平面內放置一桿狀軌道，AB為粗糙的長直軌道，長為L=10m,與水平方向的夾角為θ=37°，BCD、DEF均為半徑為R=1m的光滑圓弧形軌道，AB與BCD相切于B點，B點離地高度為h=3m,O1、O2兩圓心等高，C為圓弧形軌道的最低點，E為最高點。一質量為m=0.2kg的小環(huán)套在AB上，自P點由靜止釋放，經t=2s運動到B點的速度大小為v=6m/s。sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2，以地面為零勢能面。求：
（1）小環(huán)在AB軌道上受到的摩擦力的大?。?br />（2）小環(huán)過E點時，小環(huán)對弧形軌道的作用力；
（3）若改變小環(huán)在直桿上釋放點的位置，求小環(huán)落地時機械能的可能值；
（4）小環(huán)在AB桿上某一區(qū)域由靜止釋放時，若小環(huán)不會落到地面上，請用能量觀點分析小環(huán)的運動過程，并求出最終穩(wěn)定后小環(huán)的機械能。
【答案】（1）小環(huán)在AB軌道上受到的摩擦力的大小為0.6N；
（2）小環(huán)過E點時，小環(huán)對弧形軌道的作用力為2N，方向豎直向下；
（3）若改變小環(huán)在直桿上釋放點的位置，小環(huán)落地時機械能的可能為9.6J＜E≤12J；
（4）小環(huán)的運動過程見解析，最終穩(wěn)定后小環(huán)的機械能為6J。
（2）小環(huán)過E點時，小環(huán)對弧形軌道的作用力為2N，方向豎直向下；
（3）若改變小環(huán)在直桿上釋放點的位置，小環(huán)落地時機械能的可能為9.6J＜E≤12J；
（4）小環(huán)的運動過程見解析，最終穩(wěn)定后小環(huán)的機械能為6J。
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：421引用：2難度：0.3
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