题目内容

质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到与P点在同一水平面上的A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆形轨道下滑。B、C为圆弧的两端点,其连线水平,斜面与圆弧轨道在C点相切连接(小物块经过C点时机械能损失不计)。已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应圆心角°,轨道最低点为0,A点距水平面的高度h=0.8m。设小物块首次经过C点时为零时刻,在t=0.8s时刻小物块经过D点,已知小物块与斜面间的滑动摩擦因数为试求:

(1)小物块离开A点的水平初速度v1大小;

(2)小物块与传送带之间摩擦产热的多少;(已知小物块与传送带之间的滑动摩擦因数为

(3)小物块经过0点时对轨道的压力;

(4)斜面上CD间的距离。

                              

解:

(1)对小物块,由A到B有(1分)

在B点tan(1分)

所以v1=3m/s(1分)

(2)4.5J(4分)

(3)对小物块,由B到0有

(1分)

其中

在0点  N(1分)

所以N=43N

由牛顿第三定律知对轨道的压力为N′=43N(1分)

(4)物块沿斜面上滑:(1分)

物块沿斜面下滑:(1分)

a2=6m/s2

由机械能守恒知vc=vB=5m/s(1分)

小物块由C上升到最高点历时(1分)

小物块由最高点回到D点历时t2=0.8—0.5=0.3s(1分)

(1分)

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