题目内容

【题目】如图所示,四分之一的光滑圆弧轨道AB 与水平轨道平滑相连,圆弧轨道的半径为R=0.8m,有一质量为m=1kg 的滑块从A端由静止开始下滑,滑块与水平轨道间的动摩擦因数为μ=0.5,滑块在水平轨道上滑行L=0.7m 后,滑上一水平粗糙的传送带,传送带足够长且沿顺时针方向转动,取 g=10m/s2,求:

1)滑块第一次滑上传送带时的速度 v1 多大?

2)若要滑块再次经过B点,传送带的速度至少多大?

3)试讨论传送带的速度v与滑块最终停下位置x(到B点的距离)的关系。

【答案】(1) 3m/s (2) m/s (3)

【解析】

1)从A点到刚滑上传送带,应用动能定理

代入数据得,v1=3m/s.

2)滑块在传送带上运动,先向左减速零,再向右加速,若传送带的速度小于v1,则物块最终以传送带的速度运动,设传送带速度为v时,物块刚能滑到B点,则

解得m/s

即传送带的速度必须大于等于m/s

(3)传送带的速度大于或等于v1,则滑块回到水平轨道时的速度大小仍为v1

s=0.9m,即滑块在水平轨道上滑行的路程为0.9m,则最后停在离B0.2m处。

若传送带的速度m/s <v<3m/s,则滑块将回到B点,滑上圆弧轨道后又滑到水平轨道,最后停下,即

解得

若传送带的速度v<m/s,则滑块将不能回到B点,即

解得

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