(2011•潍坊模拟)如图所示,水平路面CD的左侧有一固定的平台,平台上表面AB长s=3m.光滑半圆轨道AFE竖直固定在

(2011•潍坊模拟)如图所示,水平路面CD的左侧有一固定的平台,平台上表面AB长s=3m.光滑半圆轨道AFE竖直固定在平台上,圆轨道半径R=0.4m,最低点与平台AB相切于A.木板M长度L=2m,上表面与平台等高,可看做质点的小物块m放在板的最右端,并随板一起向左运动,当板的左端距离平台L′=2m时,板与物块的速度v0=8m/s,当板与平台碰撞后板M立即停止运动,物块瞬时速度不变,已知板与路面的动摩擦因数μ1=0.05,物块与板上表面及轨道AB的动摩擦因数都为μ2=0.1,物块质量m=1kg,取g=10m/s2.
(1)求木板M与平台碰前瞬间的速度;
(2)求物块进入圆轨道时对轨道上A点的压力;
(3)判断物块能否到达圆轨道的最高点E,如果能,求物块离开E后在平台上的落点到A的距离;如果不能,则说明理由.
清澈的眼眸 1年前 已收到1个回答 举报

ze005 幼苗

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解题思路:(1)对滑块和木板整体从D到C过程运用动能定理求解;
(2)对物体从木板右端滑到平台A点过程运用动能定理列式,在对滑块经过A点时运用牛顿第二定律和向心力公式列式求解;
(3)先加速滑块能通过最高点,对从C到最高点过程运用动能定理列式求解出最高点速度,与能经过最高点的最小速度比较,之后根据平抛运动的知识列式求解.

(1)物块随车运动撞击平台时的速度v1满足:
1(m+M)gL=[1/2](M+m)v12-[1/2](M+m)v02
由此可得:v1=
62m/s
(2)物体从木板右端滑到平台A点:
2mg(S+L)=[1/2]mv22-[1/2]mv12
在A点对滑块:
N-mg=m

v22
R
联立方程得:N=140N,
故滑块给A点的压力大小为140N,方向竖直向下.
(3)设滑块能通过圆轨道的最高点,且在最高点处的速度为v3,则有:
−2mgR=
1
2m
v23−
1
2m
v22
解得:v3=6m/s>
gR=2m/s
故能通过最高点,做平抛运动,有:
x=v3t
2R=
1
2gt2
解得:x=2.4m.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;牛顿第二定律;平抛运动;向心力.

考点点评: 本题关键是对各个过程根据动能定理列式,同时结合牛顿运动定律和向心力公式列式后联立求解.

1年前

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