题目内容
(15分)如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O在同一水平线上,∠COB=θ。现有质量为m的物块从D点无初速释放,物块与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。求:
(1)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
(2)物块在斜面上运动离B点的最远距离。
(1)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
(2)物块在斜面上运动离B点的最远距离。
(1)3mg
(2)
(2)
(1)物块从D到C,根据机械能守恒定律,得(3分),
物块经C点,根据牛顿第二定律,得 (3分)
由以上两式得支持力大小FN="3mg" (2分)
由牛顿第三定律得,物块对轨道的压力大小为3mg (1分)
(2)小物体通过圆弧轨道后,在斜面上运动到最大距离S时速度为0,由动能定理可得
(4分)
故 (2分)
物块经C点,根据牛顿第二定律,得 (3分)
由以上两式得支持力大小FN="3mg" (2分)
由牛顿第三定律得,物块对轨道的压力大小为3mg (1分)
(2)小物体通过圆弧轨道后,在斜面上运动到最大距离S时速度为0,由动能定理可得
(4分)
故 (2分)
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