如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点,C点是最低点,圆心角∠BOC=37°,

如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B点,C点是最低点,圆心角∠BOC=37°,D点与圆心O点等高,圆弧轨道半径R=1.0 m,现在一个质量为m=0.2 kg可视为质点的小物体,从D点的正上方E点处自由下落,DE距离h=1.6 m,小物体与斜面AB之间的动摩擦因数μ=0.5.取sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10 m/s 2 。求:

(1)小物体第一次通过C点时轨道对小物体的支持力N的大小;
(2)要使小物体不从斜面顶端飞出,斜面的长度LAB至少要多长;
(3)若斜面已经满足(2)要求,小物体从E点开始下落,直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动,在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小.
cyccui 1年前 已收到1个回答 举报

琴缘 幼苗

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解题思路:

(1)小物体从EC,由能量守恒定律得

mg(h+R)=mv

C点,由牛顿第二定律得:Nmg=m

联立①②解得N=12.4N.

(2)从EDCBA过程,由动能定理得

WGW=0

WG=mg[(h+Rcos37)LABsin37]

W=μmgcos37LAB

联立③④⑤解得

(2)因为()

所以,小物体不会停在斜面上,小物体最后以C为中心,B为最高点沿圆弧轨道做往返运动。

E点开始直至稳定,系统因摩擦力产生的热量

联立⑥⑦解得

(1)12.4 N;(2)  ;(3)4.8J


1年前

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