题目内容
【题目】如图所示装置由AB、BC、CD三段轨道组成,轨道交接处均由很小的圆弧平滑连接,其中轨道AB、CD段是光滑的,水平轨道BC的长度x=5m,轨道CD足够长且倾角θ=37°,A、D两点离轨道BC的高度分别为h1=4.30m、h2=1.35m。现让质量为m的小滑块自A点由静止释放。已知小滑块与轨道BC间的动摩擦因数μ=0.5,重力加速度取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小滑块第一次到达D点时的速度大小;
(2)小滑块第二次通过C点时的速度大小;
(3)小滑块最终停止的位置距B点的距离。
【答案】
【1】
【2】
【3】
【解析】
(1)小物块第一次从A到C的过程中,由动能定理得
将、s、、g代入得:(4分)
(2)第一次冲上CD轨道上升的高度最大,上升过程的加速度大小为
上升的时间(2分)
则沿斜面上升的距离最大值为
返回时小滑块做匀加速运动,加速度
从最高点返回到C点所用的时间
(2分)
故小滑块第一次和第二次经过C点的时间间隔
(2分)
(3)小球返回到C点的速度满足
从C点向左的过程,由动能定理得
带入数字解得(4分)
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