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质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点...

manfen5.com 满分网质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆孤轨道下滑.B、C为圆弧的两端点,其连线水平.已知圆弧半径R=1.0m圆弧对应圆心角θ=106°,轨道最低点为O,A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动,0.8s后经过D点,物块与斜面间的动摩擦因数为μ1=manfen5.com 满分网(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)试求:
(1)小物块离开A点时的水平初速度v1
(2)小物块经过O点时对轨道的压力.
(3)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2=0.3,传送带的速度为5m/s,则PA间的距离是多少?
(4)斜面上CD间的距离.
(1)利用平抛运动规律,在B点对速度进行正交分解,得到水平速度和竖直方向速度的关系, 而竖直方向速度Vy=显然易求,则水平速度V可解. (2)首先利用动能定理解决物块在最低点的速度问题,然后利用牛顿第二定律在最低点表示出向心力,则滑块受到的弹力可解.根据牛顿第三定律可求对轨道的压力. (3)根据牛顿第二定律和运动学公式求解. (4)物块在轨道上上滑属于刹车问题,要求出上滑的加速度、所需的时间;再求出下滑加速度、距离,利用匀变速直线运动规律公式求出位移差. 【解析】 (1)对小物块,由A到B有vy2=2gh 在B点tan= 所以v=3m/s. (2)对小物块,由B到O由动能定理可得: mgR(1-sin37°)=m- 其中vB=5m/s 在O点N-mg=m 所以N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为N′=43N (3)传送带的速度为5m/s,所以小物块在传送带上一直加速, μ2mg=ma3 PA间的距离是SPA==1.5m (4)物块沿斜面上滑:mgsin53°+μmgcos53°=ma1 所以a1=10m/s2 物块沿斜面下滑:mgsin53°-μmgcos53°=ma2 a2=6m/s2 由机械能守恒知vc=vB=5m/s 小物块由C上升到最高点历时t1==0.5s 小物块由最高点回到D点历时t2=0.8s-0.5s=0.3s 故SCD=t1-a2 即SCD=0.98m. 答:(1)小物块离开A点的水平初速度为3m/s.  (2)小物块经过O点时对轨道的压力为43N  (3)则PA间的距离是1.5m  (4)斜面上CD间的距离为0.98m
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考点分析:
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h(10-1m)2.003.004.005.006.00
s2 (10-1m22.623.895.206.537.78
请在坐标纸上作出s2-h关系图.
(3)对比实验结果与理论计算得到的s2--h关系图线(图中已画出),自同一高度静止释放的钢球,水平抛出的速率______ (填“小于”或“大于”)理论值.
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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