如圖所示,有一個可視爲質點的質量爲m=1kg的小物塊,從光滑平臺上的A點以v0=3m/s的初速度水平拋出,到達...
- 習題庫
- 關注:1.88W次
問題詳情:
如圖所示,有一個可視爲質點的質量爲m=1 kg的小物塊,從光滑平臺上的A點以v0=3 m/s的初速度水平拋出,到達C點時,恰好沿C點的切線方向進入固定在水平地面上的光滑圓弧軌道,最後小物塊滑上緊靠軌道末端D點的質量爲M=3 kg的長木板.已知木板上表面與圓弧軌道末端切線相平,木板下表面與水平地面之間光滑接觸,小物塊與長木板間的動摩擦因數μ=0.3,圓弧軌道的半徑爲R=0.5 m,C點和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ=53°,不計空氣阻力,取重力加速度g=10 m/s2.求:
圖4
(1)A、C兩點的高度差;
(2)小物塊剛要到達圓弧軌道末端D點時對軌道的壓力;
(3)要使小物塊不滑出長木板,木板的最小長度.(sin 53°=0.8,cos 53°=0.6)
【回答】
解析 (1)小物塊在C點時的速度大小爲
vC==5 m/s,豎直分量爲vCy=4 m/s
下落高度h==0.8 m
(2)小物塊由C到D的過程中,由動能定理得
mgR(1-cos 53°)=mv-mv
解得vD= m/s
小球在D點時由牛頓第二定律得
FN-mg=m
代入數據解得FN=68 N
由牛頓第三定律得FN′=FN=68 N,方向豎直向下
(3)設小物塊剛好滑到木板右端時與木板達到共同速度,大小爲v,小物塊在木板上滑行的過程中,小物塊與長木板的加速度大小分別爲
a1=μg=3 m/s2,
a2==1 m/s2
速度分別爲v=vD-a1t,v=a2t
對物塊和木板系統,由能量守恆定律得
μmgL=mv-(m+M)v2
解得L=3.625 m,即木板的長度至少是3.625 m
* (1)0.8 m (2)68 N 方向豎直向下 (3)3.625 m
知識點:機械能守恆定律單元測試
題型:計算題
- 文章版權屬於文章作者所有,轉載請註明 https://zhongwengu.com/zh-hant/exercises/7w6021.html