题目内容
质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。B、C为圆弧的两端点,其连线水平,斜面与圆弧轨道在C点相切连接(小物块经过C点时机械能损失不计)。已知圆弧半径R=1.0 m,圆弧对应圆心角
,轨道最低点为O,A点距水平面的高度h=0.8m。设小物块首次经过C点时为零时刻,在t=0.8s时刻小物块经过D点,小物块与斜面间的滑动摩擦因数为
。(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:
⑴小物块离开A点的水平初速度vA大小;
⑵小物块经过O点时对轨道的压力;
⑶斜面上CD间的距离。
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⑴
m/s⑵
⑶0.98 m
【解析】⑴对小物块,由A到B有
(1分)
在B点
(1分)
所以
m/s (1分)
⑵对小物块,由B到O有
(2分)
m/s
(1分)
在O点
(1分)
所以 N = 43N (1分)
由牛顿第三定律知对轨道的压力为
(1分)
⑶物块沿斜面上滑:
(1分)
m/s2 (1分)
物块沿斜面下滑:
(1分)
a2=6 m/s2 (1分)
由机械能守恒知
m/s
(1分)
小物块由C上升到最高点历时
s
(1分)
小物块由最高点回到D点历时
s (1分)
故
= 0.98 m
(1分)