题目内容
如图所示,一工件置于水平地面上,其AB段为一半径R=1.0m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,P点为圆弧轨道上的一个确定点。一可视为质点的物块,其质量m=0.2Kg,与BC间的动摩擦因数。工件质量M=0.8Kg,与地面间的动摩擦因数。(取g=10m/s2)
(1)若工件固定,将物块由P点无初速度释放,滑至C点时恰好静止,求P、C两点间的高度差h。
(2)若将一水平恒力F作用于工件,使物块在P点与工件保持相对静止,一起向左做匀加速直线运动。
①求F的大小。
②当速度时,使工件立刻停止运动(即不考虑减速的时间和位移),物块飞离圆弧轨道落至BC段,求物块的落点与B点间的距离。
(1)0.2m;(2)8.5N;0.4m;
解析试题分析:(1)物块从P点下滑经B点至C点的整个过程,根据动能定理得:
代入数据解得:
(2)①设物块的加速度大小为a,P点与圆心的连线与竖直方向间的夹角为θ,由几何关系可得:
根据牛顿第二定律,对物块有:
对工件和物块整体有:
联立并代入数据解得:
②设物块平抛运动的时间为t,水平位移为x1,物块落点与B间的距离为x2,由运动学公式可得:
联立解得:
考点:动能定理、牛顿第二定律、平抛运动
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