题目内容
如图,竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,C为圆弧最低点,圆弧半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上,∠COB=30°。现有一个质量为m的小物体从A点无初速滑下,已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求:
(1)小物体在斜面上滑行的总路程;
(2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力。
(1)小物体在斜面上滑行的总路程;
(2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力。
解:(1)小物体最终将在以过圆心的半径两侧θ范围内运动,由动能定理得
mgRcosθ-fs=0
f=μmgcosθ
解得s=
(2)小物体第一次到达最低点时对C点的压力最大,
由动能定理得:,
解得:Nm=mg(3-2μcosθctgθ)=3(1-μ)mg
当小物体最后在BCE(E在C点左侧与B等高)圆弧上运动时,通过C点时对轨道压力最小
Nn-mg=m
mgR(1-cosθ)=
解得:Nn=mg(3-2cosθ)=
mgRcosθ-fs=0
f=μmgcosθ
解得s=
(2)小物体第一次到达最低点时对C点的压力最大,
由动能定理得:,
解得:Nm=mg(3-2μcosθctgθ)=3(1-μ)mg
当小物体最后在BCE(E在C点左侧与B等高)圆弧上运动时,通过C点时对轨道压力最小
Nn-mg=m
mgR(1-cosθ)=
解得:Nn=mg(3-2cosθ)=
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