如图甲所示,一足够长、与水平面夹角θ=53°的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆轨道的半径为R,其最低点为A,最高点为B.可视为质点的物块与斜轨间有摩擦,物块从斜轨上

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动能定理/2022-11-05 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图甲所示,一足够长、与水平面夹角θ=53°的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆轨道的半径为R,其最低点为A,最高点为B.可视为质点的物块与斜轨间有摩擦,物块从斜轨上某处由静止释放,到达B点时与轨道间压力的大小F与释放的位置距最低点的高度h的关系图象如图乙所示,不计小球通过A点时的能量损失,重力加速度g=10m/s2sin53°=
4
5
,cos53°=
3
5
,求:
(1)物块与斜轨间的动摩擦因数μ;
(2)物块的质量m.
魔方格

◎ 答案

(1)由乙图可知,当h1=5R时,物块到达B点时与轨道间压力的大小为0,设此时物块在B点的速度大小为v1,则:mg=
mv2
R

对物块从释放至到达B点过程,由动能定理得:mg(h1-2R)-μmgcosθ
h1
sinθ
=
1
2
m
v21

解得:μ=
2
3

(2)设物块从距最低点高为h处释放后到达B点时速度的大小为v,则:F+mg=
m
v
R

对物块从释放至到达B点过程,由动能定理得:mg(h -2R)-μmgcosθ
h
sinθ
=
1
2
m
v

解得:F=
mgh
R
-5mg

则F-h图线的斜率:k=
mg
R

由乙图可知:k=
2
R

解得:m=0.2kg
答:(1)物块与斜轨间的动摩擦因数μ为
2
3

(2)物块的质量m是0.2kg.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示,一足够长、与水平面夹角θ=53°的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆轨道的半径为R,其最低点为A,最高点为B.可视为质点的物块与斜轨间有摩擦,物块从斜轨上…”主要考查了你对  【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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