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如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BC平...

如图所示,倾角为37°的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4 m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O点为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高.质量m=1 kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O点等高的D,g10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:

(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)要使滑块能到达C,求滑块从A点沿斜面滑下时初速度v0的最小值;

(3)若滑块离开C点的速度为4 m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上所经历的时间.

 

(1)0.375(2)(3)0.2s 【解析】 试题⑴滑块在整个运动过程中,受重力mg、接触面的弹力N和斜面的摩擦力f作用,弹力始终不做功,因此在滑块由A运动至D的过程中,根据动能定理有:mgR-μmgcos37°=0-0 解得:μ=0.375 ⑵滑块要能通过最高点C,则在C点所受圆轨道的弹力N需满足:N≥0 ① 在C点时,根据牛顿第二定律有:mg+N=② 在滑块由A运动至C的过程中,根据动能定理有:-μmgcos37°=-③ 由①②③式联立解得滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0需满足:v0≥=m/s 即v0的最小值为:v0min=m/s ⑶滑块从C点离开后将做平抛运动,根据平抛运动规律可知,在水平方向上的位移为:x=vt ④ 在竖直方向的位移为:y=⑤ 根据图中几何关系有:tan37°=⑥ 由④⑤⑥式联立解得:t=0.2s
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A.A的重力势能的减少量等于B的机械能的增加量

B.水平面对C的摩擦力水平向左

C.水平面对C的支持力小于BC的总重力

D.A物体落地前的瞬间受到绳子拉力的功率小于重力的功率

 

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