如图所示,A滑块放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,A和B的质量都是1kg,A的左侧面紧靠在光滑竖直墙上,A上表面的ab段是光滑的半径为0.8m的四分之一圆弧,bc段是粗糙的水

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

如图所示,A滑块放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,A和B的质量都是1kg,A的左侧面紧靠在光滑竖直墙上,A上表面的ab段是光滑的半径为0.8m的四分之一圆弧,bc段是粗糙的水平丽,ab段与bc段相切于b点.已知bc长度为2m,滑块B从a点由静止开始下滑,取g=10m/s2
(1)求滑块B滑到b点时对A的压力大小.
(2)若滑块B与bc段的动摩擦因数为μ,且μ值满足0.1≤μ≤0.5,试讨论因μ值的不同,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量(计算结果可含有μ)
魔方格

◎ 答案

(1)设滑块滑到B点的速度大小为v,到B点时轨道对滑块的支持力为N,由机械能守恒定律有
mgR=
1
2
mB
v20
  ①
滑块滑到B点时,由牛顿第二定律有
N-mg=m
v20
R
   ②
联立①②式解得   N=3mg=30N  
根据牛顿第三定律,滑块在B点对轨道的压力大小为N′=N=30N
(2)若滑块B滑到A的最右端时达到共速,设为v,
由动量守恒和能量守恒有
mv0=2mv
由能量守恒得:μmgl=
1
2
m
v20
-
1
2
(2m)v2
解得μ=0.2
①当满足0.1≤μ≤0.2,A和B不能共速,B将从A的右端滑落,A和B因摩擦而产生的热量为
Q1=μmgl=20μ J
②当满足0.2≤μ≤0.5,A和B共速,A和B因摩擦而产生的热量为
Q2=
1
2
m
v20
-
1
2
(2m)v2
解得Q2=4J
答:(1)滑块B滑到b点时对A的压力大小是30N.
(2)0.1≤μ≤0.2,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量是20μ J
0.2≤μ≤0.5,滑块B在滑块A上相对A运动过程中两者因摩擦而产生的热量是4J

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,A滑块放在光滑的水平面上,B滑块可视为质点,A和B的质量都是1kg,A的左侧面紧靠在光滑竖直墙上,A上表面的ab段是光滑的半径为0.8m的四分之一圆弧,bc段是粗糙的水…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】,【机械能守恒定律】,【动量守恒定律】  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。

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