题目内容


如图所示,一质量为m=2kg的滑块从半径为R=0.2m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=4m/s,B点到传送带右端C点的距离为L=2m.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=10m/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)滑块从A运动到B的过程中,由机械能守恒定律得:

mgR=

解得:=2m/s

在B点:N﹣mg=m

代入解得:N=60N

由牛顿第三定律可知,滑块对轨道的压力为N′=N=60N,方向竖直向下.

(2)滑块从B运动到C的过程中,根据牛顿第二定律得:μmg=ma

又:

联立上两式解得:μ=0.3

(3)设滑块从B运动到C的时间为t,

加速度:a=μg=3m/s2.

由v0=vB+at,得:t==s=

在这段时间内传送带的位移为:

S传=v0t=

传送带与滑块的相对位移为:△S=S传﹣L=m

故滑块与传送带之间的摩擦而产生的热量:Q=μmg•△S=4J.


练习册系列答案
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在探究求合力的方法时,实验情况如图甲所示,其中A为固定橡皮筋的图钉,O为橡皮筋与细绳的结点位置,OB和OC为细绳,图乙是在白纸上根据实验结果画出的图示.                                                       

(1)图乙中的F与F′两力中,方向一定沿AO方向的是                        .                 

(2)关于此实验,下列情况正确的是                                                              

A.两弹簧秤的拉力一定比橡皮筋的拉力大                                                                   

B.橡皮筋的拉力是合力,两个弹簧秤的拉力是分力                                                     

C.如果将两个绳套换成两根橡皮筋,那么实验结果将不变                                          

D.本实验采用的科学方法是控制变量法.                                                                  

                                                                           

                                                                                                                                    

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