题目内容

如图所示,水平传送带顺时针转动,转速,左右两端长。传送带左端有一顶端高为的光滑圆斜面轨道,斜面底端有一小段圆弧与传送带平滑连接。传送带右端有一竖直放置的光滑圆弧轨道MNP,半径为R,M、O、N在同一竖直线上,P点到传送带顶端的竖直距离也为R。一质量为的物块自斜面的顶端由静止释放,之后从传送带右端水平抛出,并恰好由P点沿切线落入圆轨道,已知物块与传送带之间的滑动摩擦因数,OP连线与竖直方向夹角。()求:

(1)竖直圆弧轨道的半径R;

(2)物块运动到N点时对轨道的压力;

(3)试判断物块能否到达最高点M,若不能,请说明理由;若能,求出物块在M点对轨道的压力。

(1)设到达斜面最低点的速度为,由机械能守恒得:

解得:         >2m/s

所以,物体在传送带上先与减速运动:

设减速至带速需位移,则

解得:<6m

所以后2m物体匀速运动,以平抛,在P处由速度分解得:

所以,R=0.6m

(2)在P处由速度分解得:

从P到N由动能定理得:

在N点:

解得:

由牛顿第三定律得,物体对轨道的压力为28N,方向竖直向下。

(3)恰好通过M点时: 

从P到M由动能定理得:

解得:

故不能通过最高点M .

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