题目内容
【题目】AB是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,其下端B与水平直轨平滑相切,如图1所示.一小木块(可视为质点)从A点由静止开始沿轨道下滑,最后停在C点.已知圆轨道半径为R,小木块的质量为m,小木块与水平直轨道间的动摩擦因数为μ.重力加速度为g.求:
![]()
(1)小木块运动到B点时速度的大小vB;
(2)小木块经过圆弧轨道的B点时,所受轨道支持力的大小NB;
(3)B、C两点之间的距离x.
【答案】(1)
(2)3mg(3)R/μ
【解析】
(1)根据机械能守恒定律求解B点的速度;(2)在B点,靠支持力和重力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出支持力的大小;(3)根据牛顿第二定律求出匀减速运动的加速度大小,结合速度位移公式求出B、C两点的距离.
(1)从A点到B点由机械能守恒可得:mgR=
mvB2
解得vB=![]()
(2) 在B点,根据牛顿第二定律得,NBmg=m
,
解得NB=mg+m
=3mg.
(3)根据牛顿第二定律得,
,
则B、C两点之间的距离
.
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