题目内容
如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点。C点右侧的水平路面上紧挨C点放置一木板,木板质量M=1kg,上表面与C点等高。质量m=1kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道。已知物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.2,木板与路面间的动摩擦因数μ2=0.05,取g=10m/s2。(sin37°=0.6 ,cos37°=0.8)试求:
(1)物块经过B端时速度的大小;
(2)物块经过轨道上的C点时对轨道的压力大小;
(3)若木板足够长,请问从开始平抛至最终木板、物块都静止,整个过程产生的热量是多少?
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(1)
(4分)
(2)从B到C应用动能定理
(2分)
得
(1分)
在C点:
(2分)
得F=46N
(1分)
由牛顿第三定律知所以物块经过圆轨道上的C点时对轨道的压力为46N; (1分)
(3)从A到C过程中无能量损失,所以整个过程产生的热量就
是从C到最终木板、物块都静止这一过程中产生的热量,即应用能量守恒定律得:
(6分)
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