题目内容
如图所示,一粗糙的水平轨道靠在半径为R=0.2m的1/4光滑圆弧轨道右侧,光滑圆弧轨道固定,水平轨道处在光滑的水平面上,可自由滑动。一质量m=1kg的滑块(可视为质点)从A点正上方H=3m处自由下落经圆弧轨道最低点B进入水平轨道.滑块在水平轨道上滑行1s后离开轨道.已知水平轨道质量M=5kg,轨道面离地面高h=1.8m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.5.(取g=10m/s2).求:
(1)滑块到达B点时对轨道的压力; (2)水平轨道的长度;
(3)滑块落地时,它与水平轨道右端的水平距离。
解析:
(1) 滑块从最高点运动到B: (1分)
在B点: (1分)
解得 F= 330 N
滑块在B点对轨道的压力竖直向下,大小为330N (1分)
(2) 滑块在水平轨道上运动
对滑块m: (1分)
(1分)
对轨道M: (1分)
(1分)
由能量守恒定律,有 (2分)
解得,水平轨道长度 L= 5m (1分)
(3)滑块离开轨道后:
滑块平抛运动 (1分)
(1分)
轨道匀速运动 (1分)
滑块落地时,它与水平轨道右端的水平距离 (1分)
解得:m (1分)
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