题目内容
【题目】如图所示,装置竖直放置,上端是光滑细圆管围成的圆周轨道的一部分,半径为R(圆管内径<<R),轨道下端各连接两个粗糙的斜面,斜面与细圆管相切于C、D两点,斜面与水平面夹角为53O,两个斜面下端与半径为0.5R的圆形光滑轨道连接,并相切于E、F两点。有一质量m=1kg的滑块(滑块大小略小于管道内径),从管道的最高点A静止释放该滑块,滑块从管道左侧滑下,物块与粗糙的斜面的动摩擦因数μ=0.5,(g=10m/s2, sin53°=0.8,cos53°=0.6),则:
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A.释放后滑块在轨道上运动达到的最高点高出O1点0.6R
B.滑块经过最低点B的压力最小为18N
C.滑块最多能经过D点4次
D.滑块最终会停在B点
【答案】AB
【解析】
试题分析:设
,由几何知识可得
,设释放后滑块在轨道上运动达到的最高点高出
点h,由动能定理得:
,解得
,即释放后滑块在轨道上运动达到的最高点高出
点0.6R,故A正确;滑块在斜面上滑动时机械能不断减少,最终滑块在EF间往复运动,从E到F的过程,由机械能守恒定律得:
,在B点,由牛顿第二定律得
,联立解得
,由牛顿第三定律得:滑块经过最低点B的压力最小值
,故B正确D错误;设滑块在两个斜面上滑行的总路程为S,对整个过程(从A到E或到F的过程),运用动能定理得
,解得
,因为
,即得
,所以滑块最多能经过D点5次,故C错误.
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