题目内容
【题目】如图所示,竖直光滑圆轨道BCD固定在水平面AB上,轨道圆心为O,半径R=lm,轨道最低点与水平面相切于B点,C为轨道最高点,D点与圆心O等高。一质量m=1Kg的小物块,从水平面上以速度V0竖直向上抛出,物块恰好从D点进入,沿圆轨道运动,最终停在A点。已知物块运动到C点时,对轨道的压力大小为14 N,物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.4,取g=l0m/s2。求:
(1)、 物块竖直向上抛出的初速度v0;
(2)、 A、B间的距离;
(3)、 物块从B点运动到A点所用的时间。
【答案】(1)(2)8m(3)2s
【解析】(1)从抛出到C点的过程,由机械能守恒定律得;
在C点,由物体的重力和轨道对物体的压力提供向心力,得,
代入数据解得;
(2)物体上抛并沿圆轨道运动的过程中机械能的守恒定律,所以物块到B点速度:;
物体从B到A的过程由动能定理有,
解得:;
(3)物体从B到A的过程中摩擦力提供加速度,由牛顿第二定律得,
则得:;
物块从B点运动到A点所用的时间.
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