题目内容

如图所示,一质量m=1kg的小物块(可视为质点)从A点以大小v0=4m/s的初速度沿切线进入光滑圆轨道AB,经圆弧轨道后滑上与B点等高、静止在粗糙水平面的长木板上,圆弧轨道B端切线水平。已知长木板的质量M=1kg,A、B两点的竖直高度为h=1.0m,AO与BO之间夹角θ=37O,小物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,sin37O=0.6,cos37O=0.8。求:

(1)小物块运动至B点时的速度v1大小;

(2)小物块滑动至B点瞬时,对圆弧轨道B点的压力;

(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板?

(4)小物块从滑上长木板起到停止运动所经历的时间

(1)(2)17.2N,方向竖直向下(3)(4)

【解析】

试题分析:(1)小物块沿圆弧轨道从A点到B点应用动能定理: (1分)

故: (1分)

设在B点圆轨道对小物块支持力大小为F,

则有: (1分)

由数学关系有: (1分)

故: (1分)

由牛顿第三定律可知,小物块对圆轨道的压力大小为17.2N,方向竖直向下 (1分)

(3)小物块在木板上先减速,木板加速,直到获得共同速度,然后一起减速至0。设获得共同速度之前运动时间为t1,物块和木板加速度大小分别为a1、a2,各自运动距离为。对物块:

(1分) (1分) (1分)

对木板:(1分)

(1分) (1分)

木板最小长度 (1分)

综合以上各式:(1分)

(4)设获得共同速度后一起减速的加速度为a,减速时间为,则

,解得

物体从滑上木板起直到停止运动所用时间

考点:考查了牛顿第二定律与运动学公式的综合应用

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