如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑

如图所示,倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切,切点为B,整个轨道处在竖直平面内.一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道.接着小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,不计空气阻力.
求:(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
(3)滑块与斜轨之间的动摩擦因数.
真我的风采ME 1年前 已收到5个回答 举报

471552169 幼苗

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解题思路:对滑块进行运动过程分析,要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小,我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小,小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度.在对最低点运用牛顿第二定律求解.
从D到最低点过程中,再次运用动能定理求解μ.

(1)小滑块从C点飞出来做平抛运动,水平速度为v0
R=[1/2]gt2

2R=v0t
解得:v0=
gR
(2)小滑块在最低点时速度为V由机械能守恒定律得
[1/2]mv2=mg•2R+[1/2]mv02
v=
5gR
根据牛顿第二定律:FN-mg=m
v2
R
FN=6mg
根据牛顿第三定律得:FN′=6mg
(3)DB之间长度L=(2
2+1)R
从D到最低点过程中,由动能定理:
mgh-μmgcosθL=[1/2]mv2
μ=
1
4+
2=0.18
答:(1)滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小为
gR;
(2)滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg;
(3)滑块与斜轨之间的动摩擦因数为0.18.

点评:
本题考点: 动能定理;机械能守恒定律.

考点点评: 该题的突破口是小滑块从圆环最高点C水平飞出,恰好击中导轨上与圆心O等高的P点,运用平抛规律和几何关系求出初速度.下面就是一步一步运用动能定理和牛顿第二定律解决问题.
我们在读题时要抓住题目的一些关键语言,这可能就是突破口.

1年前

8

忠实的螺丝 幼苗

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(1)滑块从C飞出时,在竖直方向上处于自由下落状态。OC=1/2gt*t,可求出t
水平方向的位移OP=vt,v=OP/t,v既是所求速度
(2)圆环光滑,无能量损失,最低点时动能等于C点时动能+势能变化量(2mgR),可算出过最低点时速度v2,则可由公式求出向心力F1,大小等于所求力的大小。
(3)滑块从D处滑下,到圆环...

1年前

2

wan_568568 幼苗

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第一问,
以C点到P点为研究对象,由平抛运动的知识得
高度Hoc=R=1/2gt2,水平Lop=R=Vc×t,所以求出c点的速度和时间T接下来的就好求了用动能定理

1年前

1

candy1115 幼苗

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(1)R=1/2gt^2 R=Vc*t 可得Vc=√(gR/2)
(2)mg2R=1/2mV底^2-1/2mVc^2
Fn-mg=mV底^2/R
可得Fn=11/2mg
(3)h1=R-Rcos45°=(1-√2/2)R
mgh-μmgcos45°*(h-h1)/sin45°=1/2mV底^2

可得 μ=3(4-√2)/28 不知对不对,参考一下

1年前

0

z0701 幼苗

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(1)这一问只需从C点开始考虑,不用管小球以前怎么运动。
小球从C点抛出时设速度为v,方向肯定是水平向右(与圆环相切),从C点到P点,小球做初速度为v的平抛运动。
小球竖直方向的位移是R,水平方向的位移是√2R(根据几何关系得出的,提示:延长DP交CO延长线于E,连结OP,都是等腰直角三角形),
解方程:
1/2gt^2=R;;
vt=√2R;
即可...

1年前

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