题目内容
【题目】如图所示,一质量为m=10kg的物体,由1/4光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端后沿水平面向右滑动一段距离后停止。已知轨道半径R=0.8m,
,求:
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(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小;
(2)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小;
(3)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功。
【答案】(1)
(2)
(3) ![]()
【解析】【试题分析】根据机械能守恒定律求出物块到达圆弧末端时的速度;在圆弧末端,物块受重力和支持力,两个力的合力提供圆周运动的向心力,由牛顿第二定律可以求出物体受到的支持力,然后由牛顿第二定律求出物体对轨道的压力;由动能定理可以求出物体下滑过程中克服摩擦力做的功.
(1)设到底端速度为v,由动能定理可知![]()
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(2)设物体受到的支持力为
,根据牛顿第二定律得![]()
根据牛顿第三定律
,所以物体对轨道的压力大小为300N
(3)设摩擦力的功为
,根据动能定理列方程
所以,克服摩擦力做功为80J
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