如圖,一質量為m=10kg的物體,由1/4光滑圓弧軌道上端從靜止開始下滑,到達底端後沿水平面向右滑動1m距離後...
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問題詳情:
如圖,一質量為m=10kg的物體,由1/4光滑圓弧軌道上端從靜止開始下滑,到達底端後沿水平面向右滑動1m距離後停止.已知軌道半徑R=0.8m,g=10m/s2,求:
(1)物體滑至圓弧底端時的速度大小
(2)物體沿水平面滑動過程中克服摩擦力做的功
(3)物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力大小
【回答】
(1) (2) (3)300N
【詳解】
(1)物體在光滑圓弧軌道上下滑過程,根據動能定理,有:mgR=
解得:v==4m/s;
(2)根據動能定理-Wf=0-
Wf== ×10×42J=80J;
(3)在圓弧底端時,受重力和支援力,根據牛頓第二定律,有:FN−mg=m
解得:FN=mg+m=10×10+10×=300N,
根據牛頓第三定律,物體對軌道的壓力大小為300N
答:(1)物體滑至圓弧底端時的速度大小4m/s
(2)物體沿水平面滑動過程中克服摩擦力做的功為80J;
(3)物體滑至圓弧底端時對軌道的壓力大小300N
【點睛】
(1)物體在光滑圓弧軌道上下滑過程,只有重力做功,根據機械能守恆可求底端時的速度;
(2)根據動能定理列式求解物體沿水平面滑動過程中克服摩擦力做的功; (3)在圓弧底端時,合力提供向心力,根據牛頓第二定律列式求解.
知識點:向心力
題型:解答題
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