Question

（13分）如图所示，传送带以一定速度沿水平方向匀速运动，将质量m＝1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点，物块运动到A点后被水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平，轨道最低点为O，已知圆弧对应圆心角θ＝106°，圆弧半径R＝1.0m，A点距水平面的高度h＝0.8m，小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动，经过 0.8s小物块经过D点，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ＝.(取sin53°＝0.8，g＝10m/s2)求：

 

(1)小物块离开A点时的水平速度大小；

(2)小物块经过O点时，轨道对它的支持力大小；

(3)斜面上C、D间的距离．

Answer

(1) vA＝3m/s   (2) FN＝43N   (3) 0.98m.

【解析】

试题分析：(1)对于小物块，由A到B做平抛运动，在竖直方向上有＝2gh①

在B点时有tan＝②

由①②解得vA＝3m/s

(2)小物块在B点的速度为vB＝＝5m/s

由B到O由动能定理(或机械能守恒定律)得

mgR(1－sin37°)＝m－m

由牛顿第二定律得FN－mg＝m

解得FN＝43N

(3)物块沿斜面上滑时，有mgsin53°＋μmgcos53°＝ma1

vC＝vB＝5m/s

小物块由C上升到最高点的时间为t1＝＝0.5s

则小物块由斜面最高点回到D点历时

t2＝0.8s－0.5s＝0.3s

小物块沿斜面下滑时，由牛顿第二定律得

mgsin53°－μmgcos53°＝ma2

C、D间的距离为xCD＝t1－a2 ＝0.98m.

考点：本题考查平抛运动规律、动能定理、牛顿运动定律。