如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径r=0.40m,轨道在C处与动摩擦因数μ=0.20的水平地面

如图所示,一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径r=0.40m,轨道在C处与动摩擦因数μ=0.20的水平地面相切.在水平地面的D点放一静止的质量m=1.0kg的小物块,现给它施加一水平向左的恒力F,当它运动到C点时,撤去恒力F,结果小物块恰好通过A点而不对A点产生作用力.已知CD间的距离s=1.0m,取重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小物块通过A点时的速度大小;
(2)恒力F的大小.
怀念朋友521 1年前 已收到1个回答 举报

villaim 幼苗

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解题思路:(1)本题应抓住小物块恰好通过最高点这个条件进行分析.小物块恰好通过A点时,轨道对滑块的压力为0,即重力恰好提供向心力,这样可以由牛顿第二定律物块经过A点时的速度vA;(2)物体从D向A运动过程中,拉力、摩擦力和重力做功,根据动能定理列式,即可求出F的大小.

(1)小物块恰好通过最高点A,则有:mg=m

v2A
r
则设物块到达A点时的速度为 vA=
gr=2m/s
(2)物体从D向A运动过程中,由动能定理得
Fs-mg•2r-fs=[1/2m
v2A]
又f=μN=μmg
联立解得,F=11N
答:
(1)小物块通过A点时的速度大小是2m/s;
(2)恒力F的大小是11N.

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: 本题中物体恰好通过D点是本题的突破口,运用牛顿第二定律求解速度;对于全过程,运用动能定理可以列式求得恒力F,基本题.

1年前

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