题目内容
【题目】如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角θ=37°,D与圆心O等高,圆弧轨道半径R =1m,斜面长L=4m,现有一个质量m =0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑,物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为μ=0.25。不计空气阻力,g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8,求:
(1)物体P第一次通过C点时的速度大小;
(2)物体P第一次通过C点时对轨道的压力;
(3)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动到最高点E,接着从空中又返回到圆轨道和斜面,在这样多次反复的整个运动过程中,物体P对C点处轨道的最小压力min。
【答案】(1)(2)4.6N(3)
【解析】
试题(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理:
(3分)
解得(1分)
(2)物体在C点,根据牛顿第二定律得:(2分)
解得N =4.6N (1分)
根据牛顿第三定律,物体P对C点的压力为4.6N (1分)
(3)物体P最后在B与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经C点压力最小,
由B到C根据机械能守恒得:(2分)
解得,(2分)
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