如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O

如图所示,粗糙斜面AB与竖直平面内的光滑圆弧轨道BCD相切于B点,圆弧轨道的半径为R,C点在圆心O的正下方,D点与圆心O在同一水平线上,∠COB=θ.现有质量为m的物块从D点无初速释放,物块与斜面AB间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.求:

(1)物块第一次通过C点时速度大小Vc
(2)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小;
(3)物块在斜面上运动到最高点时离B点的距离.
爱菲一万年 1年前 已收到3个回答 举报

sfc991224 幼苗

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解题思路:物块从D到C,根据机械能守恒定律得C点速度.
物块经C点,根据牛顿第二定律求得通过C点时对轨道压力的大小.
小物体通过圆弧轨道后,由动能定理求得物块在斜面上运动离B点的最远距离.

(1)物块从D到C,根据机械能守恒定律,得
mgR=
1
2mv2
解得:v=
2gR;
(2)物块经C点,根据牛顿第二定律,得
FN−mg=m
v2
R
由以上两式得支持力大小FN=3mg
由牛顿第三定律得,物块对轨道的压力大小为3mg.
(3)小物体通过圆弧轨道后,在斜面上运动到最大距离S时速度为0,
由动能定理可得mgRcosθ-mgSsinθ-μmgScosθ=0
故 S=
Rcosθ
sinθ+μcosθ
答:(1)物块第一次通过C点时速度大小为
2gR;
(2)物块第一次通过C点时对轨道压力的大小是3mg;
(3)物块在斜面上运动离B点的最远距离是[Rcosθ/sinθ+μcosθ].

点评:
本题考点: 动能定理的应用;向心力.

考点点评: 本题考查了圆周运动中牛顿第二定律相关公式的应用,在不涉及到具体的运动过程或求变力做功时,运用动能定理解题比较简洁、方便.

1年前

7

soulrain 幼苗

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(1)在到达B点前,只有滑动摩擦力f对物体做功,对物体从D到B的过程运用动能定理,设物体在B点时的速度为v,则
f·SDB =m v2 -m v02 ①
又f = μmg ②
联立以上两式解得...

1年前

2

tianail 幼苗

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bb

1年前

1
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