题目内容
【题目】如图甲所示,四分之一光滑圆弧轨道与平台在B点处相切,圆弧半径R = l m,质量为1 kg的物块置于A点,A、B间距离为2 m,物块与平台间的动摩擦因数为=0.2。现用水平恒力F拉物块,使之由静止开始向右运动,到B点时撤去拉力,物块刚好能滑到轨道最高点。(g = 10 m/s2)
(1)求F的大小;
(2)求物块刚滑到四分之一圆弧轨道时对轨道的压力大小。
(3)若将四分之一圆弧轨道竖直向下平移,使圆心与B点重合,如图乙所示,仍用水平恒力F拉物块,使之由静止开始向右运动,到B点时撤去拉力,求物块在圆弧轨道上的落点与平台的高度差。(结果可用根式表示)
【答案】(1)7N;(2)30N;(3) m
【解析】(1)滑块从A点到圆弧轨道最高点,由动能定理有,解得=7N
(2)从B点到圆弧轨道最高点,根据机械能守恒定律有,解得
在圆弧轨道的最低点,根据牛顿第二定律有,解得
根据牛顿第三定律,物块对圆弧轨道的压力大小为30N
(3)物块从B点做平抛运动,设下落的高度为y,水平位移为,则有: 、
,
解得物块在圆弧轨道上的落点与平台间的高度差为
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