题目内容
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10m/s2).求:
(1)小物块刚到达B点时的速度大小和方向
(2)要使小物块不画出长木板,木板长度L至少为多少?
分析:(1)确定出B点的位置,然后根据机械能守恒即可求出速度的大小和方向;
(2)根据整个系统水平方向动量守恒、机械能守恒便可求出小木块的最短长度.
(2)根据整个系统水平方向动量守恒、机械能守恒便可求出小木块的最短长度.
解答:解:(1)小物块落到圆弧上的B点,B、A两点关于O点上下对称,则AB=R,
根据机械能守恒,有mgR=
mvB2
得:vB=
=4m/s
方向竖直向下
(2)小物块到达B点后沿切线方向的分速度
vB∥=vBcosθ=2
m/s
小物块从B点滑到C点,机械能守恒,取圆弧最低点C为重力势能零点,
则有
m
+mgRsinθ=
m
得vC=
m/s
小物块在长木板上滑行,系统动量守恒,设小物块刚滑到木板右端时共同速度为v
则mvC=(M+m)v
v=
vC
滑动摩擦力对系统做功,对系统用动能定律
-μmgL=
(M+m)v2-
m
解得:L=2.5m
答:小物块刚到达B点时的速度为4m/s,方向竖直向下;要使小物块不滑出长木板,木板长度L至少为2.5m.
根据机械能守恒,有mgR=
| 1 |
| 2 |
得:vB=
| 2gR |
方向竖直向下
(2)小物块到达B点后沿切线方向的分速度
vB∥=vBcosθ=2
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小物块从B点滑到C点,机械能守恒,取圆弧最低点C为重力势能零点,
则有
| 1 |
| 2 |
| v | 2 B∥ |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 C |
得vC=
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小物块在长木板上滑行,系统动量守恒,设小物块刚滑到木板右端时共同速度为v
则mvC=(M+m)v
v=
| 1 |
| 4 |
滑动摩擦力对系统做功,对系统用动能定律
-μmgL=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| v | 2 C |
解得:L=2.5m
答:小物块刚到达B点时的速度为4m/s,方向竖直向下;要使小物块不滑出长木板,木板长度L至少为2.5m.
点评:解决此类题目的关键是找出物体运动的轨迹及运动符合什么规律,然后分阶段进行求解即可解决此类为题.
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