题目内容
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB光滑,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度L=2m,圆弧半径R=1m,整个轨道处于同一竖直平面内.可视为质点的物块从C点以8m/s初速度向左运动,物块与BC部分的动摩擦因数u=0.7,已知物块质量为m=1kg,小车的质量M=3.5kg.(g=10m/s2)求:
(1)物块到达圆轨道最低点B时对轨道的压力,及离开B点上升的最大高度
(2)物块滑回B点后再经多长时间离开小车,车运动的最大速度
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解:(1)物块由C到B的过程对物块由动能定理得:
(1分)
据牛顿第二定律:
(1分)
由牛顿第三定律
(1分)
N (1分)
由机械能守恒定律:
(1分)
解得:
m (1分)
(2) 设物块滑回B点至轨道末端C处分离用时t,,
对滑块由牛顿第二定律
(1分)
对小车有:
(1分)
(1分)
解得:
s (1分)
分离时小车速度最大
(1分)
解得:
.33m/s (1分)
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