题目内容

如图所示,一质量为m =" 2" kg的滑块从半径为R =" 0.2" m的光滑四分之一圆弧轨道的顶端A处由静止滑下,A点和圆弧对应的圆心O点等高,圆弧的底端B与水平传送带平滑相接。已知传送带匀速运行速度为v0 =" 4" m/s,B点到传送带右端C点的距离为L =" 2" m。当滑块滑到传送带的右端C时,其速度恰好与传送带的速度相同。(g =" 10" m/s2)求:

(1)滑块到达底端B时对轨道的压力;
(2)滑块与传送带问的动摩擦因数μ
(3)此过程中,由于滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量Q

(1)FB =" 60" N(2)μ = 0.3(3)Q =" 4" J

解析试题分析:(1)滑块由AB的过程中,由机械能守恒定律得:
 ①  1分
物体在B点,由牛顿第二定律得:
 ②  2分
由①②两式得:FB =" 60" N
由牛顿第三定律得滑块到达底端B时对轨道的压力大小为60 N. 1分
方向竖直向下  1分
(2)方法一:
滑块在从BC运动过程中,
由牛顿第二定律得: ③  2分
由运动学公式得: ④  2分
由①③④三式得:μ =" 0.3" ⑤  1分
方法二:
滑块在从AC整个运动过程中,
由动能定理得:  4分
解得:μ = 0.3   1分
(3)滑块在从B到C运动过程中,设运动时间为t
由运动学公式得:    ⑥  2分
产生的热量:Q = μmg( v0tL )   ⑦  2分
由①③⑤⑥⑦得:Q =" 4" J  1分
考点:动能定理的应用;牛顿第二定律;
点评:弄清楚物体的运动过程和受力情况是解题关键.:①物块沿光滑圆弧下滑的过程,机械能守恒;②物块在传送带上做匀减速直线运动.

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