如图所示,长度为L=0.9m、质量为m=1kg的木板Q放在粗糙的水平面上,Q的上表面和两个半径为R=0.2m的14光滑圆弧轨道底端相切,已知两圆弧最底端之间的距离为d=1.0m.质量也为
◎ 题目
如图所示,长度为L=0.9m、质量为m=1kg的木板Q放在粗糙的水平面上,Q的上表面和两个半径为R=0.2m的
(1)P、Q之间的动摩擦因数; (2)此过程中水平面对Q的摩擦力所做的功; (3)P最终停止位置到右圆弧底端的距离. |
◎ 答案
设Q与水平面间的动摩擦因数为μ1,P、Q间的动摩擦因数为μ2 (1)设P到左圆弧最底端的速度为v1,对P从开始运动到左圆弧最底端应用动能定理有:
解得v1=3m/s. 设P到右圆弧最底端的速度为v2,因为P滑上右圆弧轨道恰能滑到最高点,在此过程中,对P应用动能定理有: 0-
P在Q上滑动,对P应用动能定理有:
联立解得v2=2m/s,μ2=0.25. (2)P在Q上向右做匀减速运动,P的加速度大小为a1=μ2g,方向向左 Q向右做匀加速运动,加速度大小为a2=
设P在Q上运动的时间为t1,应用运动学公式可知, t1=
对Q有d-L=
联立解得:a2=1.25m/s2,μ1=0.0625,Wf=-0.125J. (3)P第一次从左圆弧最底端到右圆弧最底端受到的作用力不变,根据动能定理可知,动能减小量△Ek=μ2mgd=2.5J. 假设P能从右圆弧最底端到左圆弧最底端,到底端时的动能为 |