小明將如圖所示的裝置放在水平地面上,該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道和傾角的斜軌道平滑連接而成。質量的...
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問題詳情:
小明將如圖所示的裝置放在水平地面上,該裝置由弧形軌道、豎直圓軌道、水平直軌道和傾角的斜軌道平滑連接而成。質量的小滑塊從弧形軌道離地高處靜止釋放。已知,,滑塊與軌道和間的動摩擦因數均為,弧形軌道和圓軌道均可視為光滑,忽略空氣阻力。
(1)求滑塊運動到與圓心O等高的D點時對軌道的壓力;
(2)通過計算判斷滑塊能否衝出斜軌道的末端C點;
(3)若滑下的滑塊與靜止在水平直軌道上距A點x處的質量為的小滑塊相碰,碰後一起運動,動摩擦因數仍為0.25,求它們在軌道上到達的高度h與x之間的關係。(碰撞時間不計,,)
【回答】
(1)8N,方向水平向左;(2)不會衝出;(3) ();()
【解析】
【詳解】(1)機械能守恆定律
牛頓第二定律
牛頓第三定律
方向水平向左
(2)能在斜軌道上到達的最高點為點,功能關係
得
故不會衝出
(3)滑塊運動到距A點x處的速度為v,動能定理
碰撞後的速度為,動量守恆定律
設碰撞後滑塊滑到斜軌道的高度為h,動能定理
得
知識點:專題五 動量與能量
題型:計算題
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