8.如图所示,水平轨道上,轻弹簧左端固定,自然状态时右端位于P点.现用一质量m=0.1kg的小物块 (视为质点)将弹簧压缩后释放,物块经过P点时的速度v0=18m/s,经过水平轨道右端Q点后恰好沿半圆轨道的切线进入竖直固定的圆轨道,最后滑上质量M=0.9kg的长木板(木板足够长,物块滑上去不会从木板上掉下来).已知PQ间的距离l=1m,竖直半圆轨道光滑且半径R=1m,物块与水平轨道间的动摩擦因数µ1=0.15,与木板间的动摩擦因数µ2=0.2,木板与水平地面间的动摩擦因数µ3=0.01,取g=10m/s2.

    (1)判断物块经过Q点后能否沿圆周轨道运动;

   (2)求木板滑行的最大距离x.

解:(1)物块在PQ上运动的加速度

a1=-µ1g=-1.5m/s2  (1分)

进入圆周轨道时的速度为v

v2-v02=2a1l

得v2=v02+2a1l =321 m2/s2(1分)

设物块刚离开Q点时,圆轨道对物块的压力为FN ,

根据牛顿定律,有

FN+mg=m

FN =m- mg=31.1N>0(2分)

故物块能沿圆周轨道运动(1分)

(2)物块滑上木板时的速度为v1

得v1=19m/s   (2分)

物块滑上木板时的加速度为a2

a2=-µ2g=-2m/s2   (1分)

木板的加速度位a3

µ2mg-µ3(m+M)g=Ma3

=m/s2  (2分)

设物块滑上木板经过时间t二者共速,

v1+a2t=a3t

t=9s    (1分)

这时木板的位移

s1=a3t2=4.5m   (1分)

它们的共同速度

v2=a3t=1m/s  (1分)

物块和木板一起减速的加速度a4=-µ3g=-0.1m/s2,

它们减速运动的位移s2==5m  (1分)

x=s1+s2=9.5m   (1分)

2.如图所示,半径R=0.5m的光滑圆弧面CDM分别与光滑斜面体ABC和斜面MN相切于 C、M点,O为圆弧圆心,D为圆弧最低点.斜面体ABC固定在地面上,顶端B安装一定滑轮,一轻质软细绳跨过定滑轮(不计滑轮摩擦)分别连接小物块P、Q (两边细绳分别与对应斜面平行),并保持P、Q两物块静止.若PC间距为L1=0.25m,斜面MN足够长,物块P质量m1=3kg,与MN间的动摩擦因数,求:

(1)小物块Q的质量m2;

(2)烧断细绳后,物块P第一次到达D点时对轨道的压力大小;

(3)P物块P第一次过M点后0.3s到达K点,则 MK间距多大; 

  (4)物块P在MN斜面上滑行的总路程.

解.(17分)(1) -------------------2分

得:m2=4kg--------                 ----1分

(2)  -------        ------1分

----          -------1分

------              -------1分

 得:FD=78N----                 --------1分

由牛顿第三定律得,物块P对轨道的压力大小为N ------------1分

(3)PM段:   vM=2m/s-------   --------1分

沿MN向上运动:a1=gsin530+μgcos530=10m/s2----       --------1分

vM= a1 t1      t1=0.2s----                --------1分

所以t1=0.2s时,P物到达斜面MN上最高点,故返回 -------1分

沿MN向下运动:a2=gsin53_μgcos53 = 6m/s2 -----        ------1分

m-----              -------1分

(4)末状态为

----             --------2分

得L总=1.0m-----                      -------1分

 0  351399  351407  351413  351417  351423  351425  351429  351435  351437  351443  351449  351453  351455  351459  351465  351467  351473  351477  351479  351483  351485  351489  351491  351493  351494  351495  351497  351498  351499  351501  351503  351507  351509  351513  351515  351519  351525  351527  351533  351537  351539  351543  351549  351555  351557  351563  351567  351569  351575  351579  351585  351593  447090 

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