(1)为使小物体不会从A点冲出斜面,由动能定理得mg
-μmgcosθRcosθ 4
=0Rcosθ sinθ
解得动摩擦因数至少为:μ=
sinθ 4cosθ
(2)分析运动过程可得,最终小物体将从B点开始做往复的运动,由动能定理得
mg(
+Rcosθ)-μmgScosθ=0Rcosθ 4
解得小物体在斜面上通过的总路程为:S=
5Rcosθ 2sinθ
(3)由于小物体第一次通过最低点时速度最大,此时压力最大,由动能定理,得
mg(
+R)=Rcosθ 4
mv21 2
由牛顿第二定律,得
Nmax-mg=m
v2 R
解得Nmax=3mg+
mgcosθ1 2
最终小物体将从B点开始做往复的运动,则有
mgR(1-cosθ)=
mv′21 2
Nmin-mg=m
v′2 R
联立以上两式解得Nmin=mg(3-2cosθ)
由牛顿第三定律,得小物体通过圆弧轨道最低点C时对C的最大压力
Nmax′=3mg+
mgcosθ,1 2
最小压力Nmin′=mg(3-2cosθ).