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)
故
(1分)
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