题目内容
| 1 | 4 |
(1)求滑块到达B端之前瞬间所受支持力的大小;
(2)求滑块在车上滑动的过程中,克服摩擦力做的功;
(3)若车不固定,且地面光滑,把滑块从A点正上方的P点无初速释放,P点到A点的高度为h,滑块从A点进入轨道,最后恰停在车的中点.求车的最大速度.
分析:(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,只有重力做功,机械能守恒.经过B端时由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,根据机械能守恒定律和牛顿第二定律求解轨道的支持力.
(2)滑块在车上滑动的过程中,摩擦力做功,根据能量守恒定律求出系统损失的机械能.
(3)由机械能守恒可求的滑块到B点的速度,对AB系统分析,由动量守恒定律可求解.
(2)滑块在车上滑动的过程中,摩擦力做功,根据能量守恒定律求出系统损失的机械能.
(3)由机械能守恒可求的滑块到B点的速度,对AB系统分析,由动量守恒定律可求解.
解答:解:(1)滑块从光滑圆弧轨道过程,根据机械能守恒定律得:mgR=
m
滑块经过B端时,由牛顿第二定律得:N-mg=
联立两式得,轨道对滑块的支持力为:N=3mg
(2)滑块在车上滑动过程中,克服摩擦力做功为:W=mgR
(3)滑块到B点的速度为设v2,有机械能守恒得:mg(h+R)=
m
滑块最后恰停在车的中点时,滑块与车速度相同,车速最大,设为v3
又系统动量守恒,得:mv2=(m+M)v3
解得:v3=
v2=
答:(1)滑块到达B端之前瞬间所受支持力的大小为3mg;
(2)滑块在车上滑动的过程中,克服摩擦力做的功为mgR;
(3)车的最大速度为
.
| 1 |
| 2 |
| v | 2 1 |
滑块经过B端时,由牛顿第二定律得:N-mg=
m
| ||
| R |
联立两式得,轨道对滑块的支持力为:N=3mg
(2)滑块在车上滑动过程中,克服摩擦力做功为:W=mgR
(3)滑块到B点的速度为设v2,有机械能守恒得:mg(h+R)=
| 1 |
| 2 |
| v | 2 2 |
滑块最后恰停在车的中点时,滑块与车速度相同,车速最大,设为v3
又系统动量守恒,得:mv2=(m+M)v3
解得:v3=
| m |
| m+M |
| m |
| m+M |
| 2g(R+h) |
答:(1)滑块到达B端之前瞬间所受支持力的大小为3mg;
(2)滑块在车上滑动的过程中,克服摩擦力做的功为mgR;
(3)车的最大速度为
| m |
| m+M |
| 2g(h+R) |
点评:本题涉及多运动过程,针对不同过程,建立清晰运动情景,应用机械能守恒和动量守恒更简便求解.
练习册系列答案
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如图所示,放在水平面上的物体受到一个斜向上的拉力作用,但物体仍保持静止状态,现将F分解为水平向右的力F1和竖直向上的力F2,下列说法正确的是 ( )![]()
| A.F1是物体对水平面的摩擦力 |
| B.F2是水平面对物体的支持力 |
| C.F1与水平面给物体的静摩擦力大小相等、方向相反 |
| D.F2与物体的重力大小相等、方向相反 |