(2009•潍坊模拟)如图所示,倾角θ=37°的斜面上,轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点,斜面上方有一半径

(2009•潍坊模拟)如图所示,倾角θ=37°的斜面上,轻弹簧一端固定在A点,自然状态时另一端位于B点,斜面上方有一半径R=1m、圆心角等于143°的竖直圆弧形光滑轨道与斜面相切于D处,圆弧轨道的最高点为M.现用一小物块将弹簧缓慢压缩到C点后释放,物块经过B点后的位移与时间关系为x=8t-4.5t2(x单位是m,t单位是s),若物块经过D点后恰能到达M点,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)BD间的距离x.
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袅袅炊烟淡淡香 幼苗

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解题思路:(1)对物体从B到D的过程分析,由牛顿第定律及运动学公式可求得物体与斜面间的动摩擦因数;
(2)在M点由重力充当向心力可求得M点的速度; 再由动能定理对DM过程分析可求得D的速度;再对BD过程由运动学公式可求得距离x;

(1)由x=8t-4.5t2知,物块在B点的速度v0=8m/s,从B到D过程中加速度大小a=9m/s2
由牛顿第二定律得a=[F/m]=gsin37°+μgcos37°②
得μ=[3/8]③
(2)物块在M点的速度满足mg=m
VM2
R④
物块从D到M过程中,有[1/2]mVD2=mgR(1+cos37°)+[1/2]mVM2
物块在由B到D过程中,有VD2-V02=-2ax⑥
解得x=1m⑦
答:(1)动摩擦因数为[3/8];(2)BD间的距离为1m.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力.

考点点评: 本题考查动能定理、牛顿第二定律及竖直面内的圆周运动,解题的关键在于明确能达到E点的含义,并能正确列出动能定理及理解题目中公式的含义.

1年前

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