题目内容
图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面。一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力。![]()
(1)若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,OD=2R,求游客滑到的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf;
(2)若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,有因为受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h。(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为
)
(1)
(2)![]()
解析试题分析:(1)游客从B点做平抛运动,有:
,![]()
代入解得:![]()
从A到B,根据动能定理,有![]()
解得:![]()
(2)设OP与OB间夹角为θ,游客在P点时的速度为
,受支持力为N,从B到P由机械能守恒可得:![]()
过P点时,根据向心力公式,有:
,N=0,![]()
解得:![]()
考点:本题考查平抛运动、圆周运动、动能定理
练习册系列答案
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足够长的水平传送带始终以速度v匀速运动,某时刻使一质量为m,初速度大小也为v的物体,沿与传送带运动方向相反的方向在传送带上滑动.最后物体的速度与传送带相同.在物体相对传送带滑动的过程中,传送带克服摩擦力做的功为W,滑动摩擦力对物体的冲量为I,物体与传送带间摩擦生热为Q,则下列判断正确的是( )
| A.W=mv2/2 I=mv/2 Q=mv2 |
| B.W=0 I=mv Q=2mv2 |
| C.W=2mv2 I=2mv Q=2mv2 |
| D.W=2mv2 I=0 Q=0 |