如图所示,竖直平面内有一光滑的14圆弧形轨道AB,半径R=0.45m,末端水平,且末端B高出水平地面0.8m,O点在B点的正下方.将质量m=0.1kg的滑块从A点由静止释放,求:(1)滑至B

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,竖直平面内有一光滑的
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圆弧形轨道AB,半径R=0.45m,末端水平,且末端B高出水平地面0.8m,O点在B点的正下方.将质量m=0.1kg的滑块从A点由静止释放,求:
(1)滑至B点时圆弧轨道对滑块的支持力.
(2)在B端接一长为1.0m的木板MN,滑块从A点释放后正好落在N端正下方的P点(图中未标出),求木板与滑块的动摩擦因数.
(3)若将木板右端截去长为△L的一段,仍从A端释放滑块,请通过计算判断最终的落点在P点左侧还是右侧?(要求写出计算过程)

◎ 答案

(1)滑块从光滑圆弧下滑过程中,根据机械能守恒定律得
mgR=
1
2
m
v2B

解得,vB=

2gR
=

2×10×0.45
m/s=3m/s
在B点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:
N-mg=m
v2B
R

解得:N=3mg=3N;
(2)由题意,要使滑块落在N端正下方说明它到N点的速度刚好为0,从M到N,根据动能定理得:
-μmgL=0-
1
2
m
v2B

解得,μ=
v2B
2gL
=
32
2×10×1
=0.45
(3)若将木板右端截去长为△L的一段后,设滑块滑到木板最右端时速度为v,由动能定理得
-μmg(L-△L)=
1
2
mv2-
1
2
m
v2B

则得,v

v2B
-2μg(L-△L)
=

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