如图(a)所示,一质量为m的滑块(可视为质点)沿某斜面顶端A由静止滑下,已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ和滑块到斜面顶端的距离x的关系如图(b)所示.斜面倾角为37°,长为L,有一

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律/2022-10-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图(a)所示,一质量为m的滑块(可视为质点)沿某斜面顶端A由静止滑下,已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ和滑块到斜面顶端的距离x的关系如图(b)所示.斜面倾角为37°,长为L,有一半径为R=
1
20
L
的光滑竖直半圆轨道刚好与斜面底端B相接,且直径BC与水平面垂直,假设滑块经过B点时没有能量损失.求:
(1)滑块滑至斜面中点时的加速度大小;
(2)滑块滑至斜面底端时的速度大小;
(3)试分析滑块能否滑至光滑竖直半圆轨道的最高点C.如能,请求出在最高点时滑块对轨道的压力;如不能,请说明理由.

魔方格

◎ 答案

(1)滑块滑到中点时,由(b)图可知,μ=0.5.
根据牛顿第二定律得,mgsin37°-μmgcos37°=ma
解得a=0.2g.
(2)滑块由顶端滑至底端,由动能定理得:mglsin37°+Wf=
1
2
mvB2

由图b的物理意义得:Wf=
.
f
l=-
0+mgcos37°
2
l=-
2
5
mgl

解得:vB=

2
5
gl

(3)设滑块能运动到C点,则从B到C,由动能定理:-mg?2R=
1
2
mvC2-
1
2
mvB2

解得:vC=

1
5
gl

如滑块恰好滑到C点:mg=m
vC2
R

解得:vC′=

gR
=

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