如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高.圆弧轨道半径R=0.5m,斜面长L=2M.现有一个质量m=0.
◎ 题目
如图所示,粗糙的斜面AB下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,整个装置竖直放置,C是最低点,圆心角∠BOC=37°,D与圆心O等高.圆弧轨道半径R=0.5m,斜面长L=2M.现有一个质量m=0.1kg的小物体P从斜面AB上端A点无初速下滑,物体P与斜面AB之间的动摩擦因数为μ=0.25.求: (1)物体P第一次通过C点时的速度大小和对C点处轨道的压力各为多大? (2)物体P第一次离开D点后在空中做竖直上抛运动,不计空气阻力,则最高点E和D点之间的高度差为多大? (3)物体P从空中又返回到圆轨道和斜面.多次反复,在整个运动过程中,物体P对C点处轨道的最小压力为多大?(取g=10m/s2,) |
◎ 答案
(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理:
υ0=
经C点时N0-mg=m
根据牛顿第三定律,P对C点的压力N′c=Nc=4.6N (2))从C到E机械能守恒
E与D间高度差hED=-
(3)物体P最后在B与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经C点压力最小,由B到C根据机械能守恒mgR(1-cos37°)=
υc=
Ncz=mg+m |