(17分)如图所示,半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀变速直线运动/2022-08-28 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(17分)如图所示,半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹,在该瞬间碰撞过程中,小物块沿半径方向的分速度即刻减为零,而沿切线方向的分速度不变,此后小物块将沿着圆弧轨道滑下。已知A点与轨道的圆心O的连线长也为R,且AO连线与水平方向的夹角为30°,C点为圆弧轨道的末端,紧靠C点有一质量M=3kg的长木板,木板的上表面与圆弧轨道末端的切线相平,小物块与木板间的动摩擦因数,g取10m/s2。求:

(1)小物块刚到达B点时的速度
(2)小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道压力FC的大小;
(3)木板长度L至少为多大时小物块才不会滑出长木板?

◎ 答案

(1),方向竖直向下 (2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)由几何关系可知,AB间的距离为R,小物块从A到B做自由落体运动,
根据运动学公式有              ……(1分)
代入数据解得,                ………  (1分)
方向竖直向下                ……………  (1分)
(2)设小物块沿轨道切线方向的分速度为,因OB连线与竖直方向的夹角为,故                ………………(1分)
从B到C,只有重力做功,根据机械能守恒定律有
              …………(2分)
在C点,根据牛顿第二定律有       …………(1分)
联立以上各式,代入数据解得        …………(1分)
再根据牛顿第三定律可知小物块到达C点时对轨道的压力  ……… (1分)
(3)小物块滑到长木板上后,小物体做匀减速运动,长木板做匀加速运动
小物体         (1分)
         (1分)
         (1分)
长木板          (1分)
              (1分)
            (1分)
又               (1分)
联立以上各式可得            
代入数据解得          (1分)

◎ 知识点

    专家分析,试题“(17分)如图所示,半径R=0.8m的光滑1/4圆弧轨道固定在光滑水平上,轨道上方的A点有一个可视为质点的质量m=1kg的小物块。小物块由静止开始下落后打在圆弧轨道上的B点但未反弹…”主要考查了你对  【匀变速直线运动】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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