题目内容
【题目】如图所示,竖直平面内有一四分之一光滑圆弧轨道固定在水平桌面AB上,轨道半径R=1.8m,末端与桌面相切于A点,倾角θ= 37°的斜面BC紧靠桌面边缘固定,从圆弧轨道最高点由静止释放一个质量m= lkg的可视为质点的滑块a,当a运动到B点时,与a质量相同的另一可视为质点的滑块b从斜面底端C点以初速度v0=5m/s沿斜面向上运动,b运动到斜面上的P点时,a 恰好平抛至该点,已知AB的长度x=4m,a与AB间的动摩擦因数μ1 = 0.25, b 与 BC 间的动摩擦因数μ2=0.5,取 g=10m/s2, sin37°=0.6, cos37° = 0.8, 求
(1)滑块a到达B点时的速度大小;
(2)斜面上P、C间的距离。
【答案】(1)4m/s;(2)1.24m。
【解析】
(1)滑块a从光滑圆弧轨道滑下到达B点的过程中,根据动能定理有:
代入数据解得
v=4m/s
(2)滑块a到达B点后做平抛运动,根据平抛运动的规律有:
x′=vt,y=,tanθ=
代入数据解得
t=0.6s
滑块b从斜面底端上滑时,根据牛顿第二定律有:
mgsinθ+μ2mgcosθ=ma1
代入数据解得
a1=10m/s2
向上运动的时间
t1=<0.6s
然后接着下滑,根据牛顿第二定律有:
mgsinθ﹣μ2mgcosθ=ma2
代入数据得
a2=2m/s2
可得P、C间的距离
x=
代入数据解得
x=1.24m
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