题目内容
如图所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。滑板运动到C时被牢固粘连。物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长l =6.5R,板右端到C的距离L=5R,E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g.
1.求物块滑到B点的速度大小;
2.分析物块从B点滑上滑板后,能否从滑板上滑落到水平地面;
3.分析滑块到达C点时的动能能否使滑块沿CD轨道滑到CD轨道的中点。
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【答案】
1.vB=3![]()
2.滑块未掉下滑板
3.滑块不能滑到CD轨道中点
【解析】(1)物块由E经过A到达B点的过程,由动能定理:
μmgs+mg·2R=
mvB2
解得: vB=3![]()
(2)m滑动的加速度
,M滑动的加速度
,
假设t时刻二者达到共同速度,则![]()
解得![]()
则此过程m的位移![]()
M的位移![]()
二者位移之差△x= x1—x2=6R<6.5R,即滑块未掉下滑板
(3) m从B点滑到C点的过程中,克服摩擦力做功
Wf=μmgx1+μmg(l—△x)=4.25mgR
由动能定理:![]()
解得C点动能![]()
所以滑块不能滑到CD轨道中点。
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