题目内容

如图所示,半径R=0.8m的光滑圆弧MN竖直放置,M为圆弧最高点,N为圆弧最低点且与水平粗糙地面平滑连接。现有一物块A从M点由静止释放,最后在水平上面滑行了4m停止。物块A可视为质点,取g= 10m/s2+,则:

(1)物块A刚滑到N点的加速度与刚滑过N点的加速度大小之比。
(2)若物块A以一定的初动能从M点下滑,一段时间后另一光滑的物块B(视为质点)从M处静止释放,当B滑到N处时,A恰好在B前方x=7m处,且速度大小为10m/s,则B再经过多少时间可追上A?
8s

试题分析:设A的质量为m,由动量定理得:
mgR-μmgx=mv2/2  (2分)
解得μ="0.2" (1分)
设A刚滑到N点速度为v,则由mgR=mv2/2,得v="4m/s" (1分)
A刚滑到N点的加速度为向心加速度a1=v2/R=20m/s2 (1分)
A刚滑过N点的加速度为水平加速度a2=μg=2m/s2 (1分)
所以a1/a2=10:1 (1分)
(1)设A的初速度为vA,经过时间t两者相遇,则有:
vAt-at2/2=vt (2分) 解得t1=7s和t2=1s (1分)
显然两个时间都不符合实际,A在相遇前就已停止,设t" s后A停止运动,
则由vA=a2t 解得t=5s (1分)
A前进的距离xA=vAt"="25m" (分)
所以相遇时间为t=(xA+x)/v="8s" (1分)
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