如图所示,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点

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,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点进入半圆形导轨瞬间对导轨的压力为35N,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达D点.已知A到B的水平距离为l1=3.2m,B到C的水平距离为l2=1.6m,物块与斜面及水平面之间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计物块通过衔接点时的能量损失,g取10m/s2
求:
(1)物块从C至D克服阻力做了多少功?
(2)A点离水平面的高度h为多大?
(3)为使物块恰好不能越过C而进入半圆形导轨内,物块在斜面上下滑的起始高度应调节为多大?
魔方格

◎ 答案

(1)圆周运动在C点有,N-mg=m
v2C
r
  ①
圆周运动在D点有,mg=m
v2D
r
  ②
从C至D由动能定理有,-mg?2r-Wf=
1
2
m
v2D
-
1
2
m
v2C
  ③
联立①②③式并代入数据可解得,从C至D物块克服阻力做的功Wf=1J   ④
(2)从A到B过程,物块克服阻力做的功W1=μmgcosθ?
l1
cosθ
=μmgl1
  ⑤
从A到C,由动能定理有,mgh-W1-μmgl2=
1
2
m
v2C
-0

联立①⑤⑥式并代入数据可解得,h=2.4m⑦
(3)从起始到C点由动能定理有,mgh′-μmgcosθ?
h′
sinθ
-μmgl2=0

又   
sinθ
cosθ
=
h′
l1
=
3
4

联立⑧⑨式并代入数据可解得,h'=0.6m
答:
(1)物块从C至D克服阻力做了1J功.
(2)A点离水平面的高度h为2.4m.
(3)为使物块恰好不能越过C而进入半圆形导轨内,物块在斜面上下滑的起始高度应调节为0.6m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【动能定理】  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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