题目内容

如图所示,aB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平:一个质量为m的小物块P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示.已知它落地时相对于B点的水平位移OC=l.现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为,l/2.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点.当驱动轮转动从而带动传送带以速度V匀速向右运动时(其它条件不变),P的落地点为D.(不计空气阻力)

(1)求P滑至B点时的速度大小

(2)求P与传送带之间的动摩擦因数;

(3)求出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式.

(1);(2);(3)


解析:

(1)根据机械能守恒定律

               

     得物体滑到点时的速度为 (2分)

       (2)没有传送带时,物块离开点后做平抛运动的时间为;物块从静止的传送带右端水平抛出,在空中运动的时间也为

                     (1分)

        水平位移为,因此物体从传送带右端抛出的速度

                    (1分)

        根据动能定理(1分)

       解出物体与传送带之间的动摩擦因数为(1分)

   (3)当传送带向右运动时,若传送带的速度时,物体在传送带上一直做匀减速运动,离开传送带的速度扔为,落地的水平位移为,即

                         (1分)

   当传送到右端,速度即与传送带速度相同,此后物体将做匀速运动,而后以速度离开

传送带。的最大值为物体在传送带上一直加速而达到的速度

               

 由此解得(1分)

 当物体将以速度离开传送带,因此得之间的距离为

             (1分)

,即时,物体从传送带右端飞出时的速度为之间的距离为

                     (1分)

综合以上的结果,得出间的距离随速度变化的函数关系式为:

             (2分)

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