首页
>
考试
>
物理
>
高中物理
>
机械能守恒定律
> 正文
返回
打印
如图所示，某货场而将质量为m1=100kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示，某货场而将质量为m
1
=100kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8m．地面上紧靠轨道次排放两个完全相同的木板A、B，长度均为L=2m，质量均为m
2
=100kg，木板上表面与轨道末端相切．货物与木板间的动摩擦因数为μ
1
，木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2．（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10m/s
2
）求：
（1）货物到达圆轨道末端时对轨道的压力；
（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，求μ
1
应满足的条件；
（3）若μ
1
=0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间．
◎ 答案
（1）设货物滑到圆轨道末端是的速度为V
0
，对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得，
mgR=
1
2
m
1
V
0
2
①
设货物在轨道末端所受支持力的大小为F
N
，
根据牛顿第二定律得，F
N
-m
1
g=m
1
V
20
R
②
联立以上两式代入数据得，F
N
=3000N ③
根据牛顿第三定律，货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N，方向竖直向下．
（2）若滑上木板A时，木板不动，由受力分析得μ
1
m
1
g≤μ
2
（m
1
+2m
2
）g ④
若滑上木板B时，木板B开始滑动，由受力分析得μ
1
m
1
g＞μ
2
（m
1
+m
2
）g ⑤
联立④⑤式代入数据得0.4＜μ
1
≤0.6 ⑥．
（3）当μ
1
=0.5时，由⑥式可知，货物在木板A上滑动时，木板不动．
设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a
1
，
由牛顿第二定律得 μ
1
m
1
g≤m
1
a
1
⑦
设货物滑到木板A末端是的速度为V
1
，由运动学公式得V
1
2
-V
0
2
=-2a
1
L ⑧
联立①⑦⑧式代入数据得 V
1
=4m/s ⑨
设在木板A上运动的时间为t，由运动学公式得 V
1
=V
0
-a
1
t ⑩
联立①⑦⑨⑩式代入数据得 t=0.4s．
答：（1）货物到达圆轨道末端时对轨道的压力是3000N；
（2）若货物滑上木板A时，木板不动，而滑上木板B时，木板B开始滑动，μ
1
应满足的条件是0.4＜μ
1
≤0.6；
（3）若μ
1
=0.5，求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间是0.4s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“如图所示，某货场而将质量为m1=100kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，…”主要考查了你对 【匀变速直线运动规律的应用】，【牛顿第二定律】，【牛顿运动定律的应用】，【牛顿第三定律】，【机械能守恒定律】 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。
http://www.00-edu.com/html/202211/367916.html
十二生肖
十二星座
