题目内容

 (17分)如图,一轨道由光滑竖直的1/4圆弧AB,粗糙水平面BC及光滑斜面CE组成,BC与CE在C点由极小光滑圆弧相切连接,斜面与水平面的夹角θ=30°,一小物块从A点正上方高h=0.2 m处P点自由下落,正好沿A点切线进入轨道,已知小物块质量m=1kg,圆弧半径R=0.05 m, BC长s=0.1m,小物块过C点后经过时间t1=0.3s第一次到达图中的D点,又经t2=0.2s第二次到达刀点。取g=10m/ s2.求:

(1)小物块第一次到达圆弧轨道B点的瞬间,受到轨道弹力N的大小?

(2)小物块与水平面BC间的动摩擦因数=?

(3)小物块最终停止的位置?

 

【答案】

(1)110N(2)(3)球最终停在C点

【解析】

试题分析:(1) 设小球在B点时速度大小为vB,从A点到B点的过程由动能定理得

在圆弧轨道B点即圆周最低点,有    

解得

(2) 设小球在CE段加速度为a,则沿斜面方向受力分析可得

设小球第一次经过C点的速度为,从C点上滑到最高点,设经过的时间是t,则

从C点到最高点,匀减速

小球从B到C,根据动能定理

(3) 设小球在B点动能为EB,每次经过BC段损失的能量为△E,则

 

=2.5J

其他各段无能量损失,可得,所以小球最终停在C点。

考点:动能定理 匀变速直线运动

 

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