题目内容
【题目】小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道和倾角的斜轨道平滑连接而成。质量的小滑块从弧形轨道离地高处静止释放。已知,,滑块与轨道和间的动摩擦因数均为,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力;
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为的小滑块相碰,碰后一起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道上到达的高度h与x之间的关系。(碰撞时间不计,,)
【答案】(1)8N,方向水平向左;(2)不会冲出;(3) ();()
【解析】
(1)机械能守恒定律
牛顿第二定律
牛顿第三定律
方向水平向左
(2)能在斜轨道上到达的最高点为点,功能关系
得
故不会冲出
(3)滑块运动到距A点x处的速度为v,动能定理
碰撞后的速度为,动量守恒定律
设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h,动能定理
得
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