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如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成.以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域

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如图的环状轨道处于竖直面内,它由半径分别为R和2R的两个半圆轨道、半径为R的两个四分之一圆轨道和两根长度分别为2R和4R的直轨道平滑连接而成.以水平线MN和PQ为界,空间分为三个区域.一质量为m小环穿在轨道内,它与两根直轨道间的动摩擦因数为μ(0<μ<1),而轨道的圆弧形部分均光滑.将小环在较长的直轨道CD上端的C点无初速释放,已知重力加速度为g,求:
(1)小环在第一次通过轨道最低点A时的速度vA的大小和小环对轨道的压力FN的大小;
(2)若从C点释放小环的同时,在区域Ⅱ再另加一垂直于轨道平面向里的、大小为mg的水平恒力,则小环在两根直轨道上通过的总路程多大?

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▼优质解答
答案和解析
(1)根据动能定理得,mg•5R=12mvA2−0,解得vA=10gR.根据牛顿第二定律得,N−mg=mvA2R解得N=mg+mvA2R=11mg.根据牛顿第三定律知,小环对轨道的压力FN的大小为11mg.(2)小环最终在JM间做往复运动,M点的速度为...
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