高考必考题突破讲座4 圆周运动与平抛运动综合问题的解题策略
1.(2017·河北衡水一模)如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高。质量m=1 kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D点.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.
(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时初速度v0的最小值;
(3)若滑块离开C处的速度大小为4 m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间t.
解析:(1)滑块从A=0,解得μ=0.375.点到D点的过程中,根据动能定理有mg(2R-R)-μmgcos 37°
(2)若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有
mg+FN=
当F=2 m/s,滑块从A点到C点的过程中,根据动能定理有N=0时,滑块恰能到达C点,有vC≥
-μmg=mv-mvcos 37°
联立解得v m/s0=2