题目内容
【题目】如图所示,MNP为竖直面内一固定轨道,其 圆弧段MN与水平段NP相切于NP端固定一竖直挡板,NP长度为2m,圆弧半径为1m.一个可视为质点的物块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生碰撞(机械能不损失)后,最终停止在水平轨道上某处.已知物块在MN段的摩擦可忽略不计,与NP段轨道间的滑动摩擦因数为0.2.则物块( )
A.运动过程中与挡板发生1次碰撞
B.返回圆弧轨道的最大髙度为0.6m
C.在NP间往返一次克服摩擦力作功8J
D.第一与第二次经过圆轨道上N点时对轨道的压力之比为15:7
【答案】A,D
【解析】解:A、对全过程运用动能定理得:mgR﹣μmgs=0,
解得:s= .
而NP=2m,可知运动过程中物块与挡板只发生1次碰撞.A符合题意.
B、第一次返回时,上升的高度最大,根据动能定理得:
mgR﹣mgh﹣μmg2sNP=0,
代入数据得:h=0.2m.B不符合题意.
C、在NP间往返一次克服摩擦力做功为:
Wf=μmg2sNP=0.8mg,
由于物块的质量未知,故无法求出在NP间往返一次克服摩擦力做的功.C不符合题意.
D、第一次经过N点时,根据动能定理得:
mgR= , ,
代入数据解得:FN1=3mg.
第二次经过N点时,根据动能定理得:
. ,
代入数据得:FN2=1.4mg,
所以有: .D符合题意.
故答案为:AD.
利用向心力公式和动能定理列式求解,第一次返回时,上升的高度最大,由于物块的质量未知,故无法求出在NP间往返一次克服摩擦力做的功.
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