题目内容

【题目】如图甲所示,一竖直面内的轨道是由粗糙斜面AB和光滑圆轨道BCD组成,ABBCD相切于B点,C为圆轨道的最低点,将物块置于轨道ABC上离地面高为H处由静止下滑,可用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N.现将物块放在ABC上不同高度处,让H从零开始逐渐增大,传感器测得物块每次从不同高度处下滑到C点时对轨道的压力N,得到如图乙两段直线PQQI,且IQ反向延长线与纵轴交点坐标值为2.5Ng10m/s2.求:

1小物块的质量m及圆轨道的半径R

2轨道BC所对圆心角;

3小物块与斜面AB间的动摩擦因数.

【答案】1m=0.2kgR=1m23

【解析】试题分析:由图象可知,当滑块从B点下滑时对C点时由动能定理求出C点的速度,由合力提供向心力求出质量;由几何关系可以求出角度θAC利用动能定理和向心力公式可求得摩擦力.

1)从圆轨道BC下来,由动能定理可知

C点合力提供向心力

结合PQ段图象由 解得
2)轨道BC所对圆心角由几何关系可知,解得

3)从AC,由动能定理可得

到达C点处由向心力公式可得,联立得

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