题目内容

(12分)如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=2kg,上表面与C点等高。质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.08,取g=10 m/s2。试求:

(1)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(2)若物块刚好滑到木板的中点停止,求木板的长度。
(1)46N (2)18m

试题分析:设物块在B点的速度大小为,由平抛运动特点可得: (1分)
物块B到C,机械能守恒,故有:   (2分)
在C点满足:      (2分)
联立解得:          (1分)
由牛顿第三定律可知在C点时物块对轨道的压力为   (1分)
(2)物块滑上木板后,由于,因而木板保持静止。  (2分)
物块在木板上滑动时,对于物块有:       (1分)
      (1分)
联立解得木板长度:        (1分)
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