(20分)如图所示,AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车长L=2.06m,车上表面距地面的高度h=0.2m.现有一质量m=1kg的滑块,由轨道

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

(20分)如图所示,AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车长L=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2m.现有一质量m=1kg的滑块,由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小车.已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运行了1.5 s时,车被地面装置锁定.(g=10m/s2)试求:

(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小;
(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离;
(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小;
(4)滑块落地点离车左端的水平距离.

◎ 答案

(1)30N   (2)1m    (3)6J   (4)0.16m 

◎ 解析


试题分析:(1)设滑块到达B端时速度为v,
由动能定理,可得
由牛顿第二定律,可得
联立两式,解得轨道对滑块的支持力
(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律,可得
对滑块:
对小车:
设经时间t二者达到共同速度,则有:
解得,由于,此时小车还未被锁定,
两者的共同速度:
车被锁定时,车右端距轨道B端的距离:

(3)从车开始运动到被锁定的过程中,滑块相对小车滑动的距离:

所以产生的内能:
(4)设滑块离开小车的速度为
对滑块由动能定理,得
滑块脱离小车后,做平抛运动,在竖直方向有:
所以,滑块落地点离小车左端的水平距离:
联立以上各式,解得

◎ 知识点

    专家分析,试题“(20分)如图所示,AB为半径R=0.8m的1/4光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接.小车质量M=3kg,车长L=2.06m,车上表面距地面的高度h=0.2m.现有一质量m=1kg的滑块,由轨道…”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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