题目内容
(15分)
如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为
,求物块停止的地方与N点距离的可能值。
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如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N、P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s。一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为
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(15分)
根据功能原理,在物块从开始下滑到静止的过程中,物块重力势能减小的数值
与物块克服摩擦力所做功的数值
相等,即
①
设物块质量为
,在水平滑道上滑行的总路程为
,则
②
③
设物块在水平轨道上停住的地方与
点的距离为
。若物块在与
碰撞后,在到达圆弧形轨道前停止,则
④
联立①②③④式得
⑤
此结果在
时有效。若
,则物块与
碰撞后,可再一次滑上圆弧形轨道,滑下后在水平轨道上停止,此时有
⑥
联立①②③⑥式得
⑦
根据功能原理,在物块从开始下滑到静止的过程中,物块重力势能减小的数值
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设物块质量为
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设物块在水平轨道上停住的地方与
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联立①②③④式得
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此结果在
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联立①②③⑥式得
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