题目内容
如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平.一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示.已知它在空中运动的水平位移OC=l.
现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为l/2.当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点.当驱动轮转动带动传送带以速度v匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D.不计空气阻力.
(1)求P滑至B点时的速度大小;
(2)求P与传送带之间的动摩擦因数μ;
(3)写出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式.
解析:
|
解:(1)物体P在AB轨道上滑动时,物体的机械能守恒,根据机械能守恒定律 得物体P滑到B点的速度为 (2)当没有传送带时,物体离开B点后作平抛运动,运动时间为t, t= 当B点下方的传送带静止时,物体从传送带右端水平抛出,落地的时间也为t,水平位移为 根据动能定理,物体在传送带上滑动时,有 解出物体与传送带之间的动摩擦因数为 (3)当传送带向右运动时,若传送带的速度v≤v1,即v≤ 当传送带的速度v> 由此解得v2= 当v≥v2,物体将以速度v2= 当v1<v<v2,即 综合以上的结果,得出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式为 |
提示:
|
重点:重要物理过程模型(传送带)的理解;能量思想的理解与应用;复杂物理过程的分析 |