题目内容

【题目】如图所示,甲、乙两小球静止在光滑水平面上,甲、乙的质量分别是2kg和1kg,在强大的内力作用下分离,分离时甲的速度v1=2m/s,乙小球冲上速度为v0=2m/s的水平传送带上(传送带速度保持不变),乙与传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,DEF是两段平滑连接的光滑细圆管,其中D点与水平面相切,EF是半经为R=0.1m,o为圆心的圆弧,乙小球的直经比细管直经略小点,乙小球离开传送带时与传送带速度相等,从D处进入细管到达细管的最高点F水平飞出

求:

(1)乙小球冲上传送带时的速度大小;

(2)传送带的水平距离L应满足的条件;

(3)乙小球运动到细管的最高点F时对细管的作用力(要回答对细管上壁还是下壁的作用力)

【答案】(1)(2)(3)小球对细管的上壁有向上的作用力,大小为10N

【解析】

试题分析:(1)甲、乙两小球系统动量守恒,得

(2)乙小球在传送带上做匀减速运动,,由

可知传送带水平距离应满足的条件是:

(3)小球由D到F过程中机械能守恒 ,得

乙小球在最高点F由牛顿第二定律 得F=10N

正值说明是细管的上壁对小球有向下的压力,由牛顿第三定律知,小球对细管的上壁有向上的作用力,大小为10N

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