题目内容
【题目】如图,AB为足够长的粗糙水平轨道,D为AB上的一点,DB长度s=2m,BC为光滑圆弧轨道,两轨道在B点平滑连接。C点高度H=4m,质量m=lkg的滑块,在水平向右的恒力F=10N作用下,从D点由静止开始运动,受到恒定的摩檫力f=6N。当滑块运动到B点后撤去恒力F。 求:(g取10m/s2)
(1)滑块从D点运动到B点的过程中合力做的功。
(2)滑块运动到B点时恒力F的功率。
(3)滑块在圆弧轨道BC上所能达到的最大高度h.
(4)若只改变出发点D的位置,其他条件不变,通过计算分析滑块能到达C点时s所满足的条件。
【答案】(1)8J;(2)40W;(3)0.8m;(4)s10m
【解析】
(1)以滑块为研究对象,DB过程中重力和支持力不做功,F做正功,摩擦力做负功,故合力做的功:
(2)设滑块运动到D点时,速度为v,根据动能定理
解得:
恒力F的功率:
(3)以滑块从D到最高点为研究过程,由动能定理得:
所以:
;
(4)以滑块从D到C点为研究过程,由动能定理得:
应满足:
s10m
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