题目内容

14.如图所示,一工件固定于水平地面上,其AB段为一半径R=0.5m的光滑圆弧轨道,BC段为一长度L=0.5m的粗糙水平轨道,二者相切于B点,整个轨道位于同一竖直平面内,在P点将一质量m=0.1kg的物块(可视为质点)无初速释放,物块滑至C点时恰好静止,已知物块与BC段的动摩擦因数μ=0.1,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)物块在B点时的速度大小;
(2)物块在B点时对工件的压力大小.

分析 (1)物块从B到C过程,受重力、支持力和滑动摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解加速度大小,根据运动学公式列式求解B点的速度;
(2)在B点,重力和支持力合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解支持力,然后根据牛顿第三定律得到压力大小.

解答 解:(1)物块在BC上运动时的加速度大小:a=$\frac{μmg}{m}$=1m/s2,
根据速度位移公式,有:2aL=v2,
解得物块在B点的速度大小为v=1m/s;
(2)当物块运动到B点时,有:FN-mg=m$\frac{{v}^{2}}{R}$,
解得:FN=1.2N,
根据牛顿第三定律可知,物块在B点时对工件的压力大小为1.2N;
答:(1)物块在B点时的速度大小为1m/s;
(2)物块在B点时对工件的压力大小为1.2N.

点评 本题是已知受力情况确定运动情况的问题,关键是明确滑块从B到C的受力情况和运动情况,根据牛顿第二定律列式求解加速度,根据运动学公式列式求解速度,还要对B点进行状态分析,不难.

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