12.(2010·山东理综,24)如图2-1-17所示,四分之一圆轨 

OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD

同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45 m,水平轨道

ABs1=3 m,OAAB均光滑,一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6 N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F.当小车在CD上运动了s2=3.28 m时速度v=2.4 m/s,此时滑块恰好落入小车中.已知小车质量M=0.2 kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4.(取g=10 m/s2)求:

(1)恒力F的作用时间t.

(2)ABCD的高度差h.

解析:(1)设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得

FsμMgs2Mv2                                          

设小车在轨道CD上做加速运动时的加速度为a,由牛顿运动定律得

FμMgMa                              

sat2                                                   

联立①②③式,代入数据得t=1 s                      ④

(2)设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v′,撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a′,减速时间为t′,由牛顿运动定律得

v′=at                                   

μMgMa′                                ⑥

vv′+at                                 ′⑦

设滑块的质量为m,运动到A点的速度为vA,由动能定理得

mgRmv

设滑块由A点运动到B点的时间为t1,由运动学公式得

s1vAt1

设滑块做平抛运动的时间为t1′,则

t1′=t+t′-t1

由平抛规律得hgt12

联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑪式,代入数据得

h=0.8 m.

答案:(1)1 s (2)0.8 m

 0  138802  138810  138816  138820  138826  138828  138832  138838  138840  138846  138852  138856  138858  138862  138868  138870  138876  138880  138882  138886  138888  138892  138894  138896  138897  138898  138900  138901  138902  138904  138906  138910  138912  138916  138918  138922  138928  138930  138936  138940  138942  138946  138952  138958  138960  138966  138970  138972  138978  138982  138988  138996  447348 

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