如图所示,光滑圆弧面BC与水平面和传送带分别相切于B、C两处,OC垂直于CD.圆弧所对的圆心角θ=37°,BC圆弧半径R=7m.足够长的传送带以恒定速率v=4m/s顺时针转动,传送带CD与水
◎ 题目
如图所示,光滑圆弧面BC与水平面和传送带分别相切于B、C两处,OC垂直于CD.圆弧所对的圆心角θ=37°,BC圆弧半径R=7m.足够长的传送带以恒定速率v=4m/s顺时针转动,传送带CD与水平面的夹角θ=37°.一质量m=1kg的小滑块从A点以v0=1Om/s的初速度向B点运动,A、B间的距离s=3.6m.小滑块与水平面、传送带之间的动摩擦因数均为u=0.5.重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求: (1)小滑块第一次滑到C点时的速度; (2)小滑块到达的最高点离C点的距离; (3)小滑块最终停止运动时距离B点的距离; (4)小滑块返回圆弧最低点B时对轨道的压力. |
◎ 答案
(1)C离A的高度:h=R-Rcosθ=R-0.8R=0.2R=1.4m 滑块从A到C的过程中有:-mgh-μmgs=
代入数据解得:vc=6m/s. (2)物体在传送带上运动的加速度大小为a1,则: a1=gsinθ+μgcosθ=10×sin37°+0.5×10×cos37°=10m/s 2, 设物体在传送带上达到与传送带等速时的时间为t 1,则:v=vc-a1t1 得:t1=
向上的位移:x1=vct1-
由于:mgsinθ>μmgcosθ 物体继续在传送带上减速上滑,加速度: a2=gsinθ-μgcosθ=10×sin37°-0.5×10×cos37°=2m/s2 继续向上滑动的时间:t2=
继续向上滑动的位移:x2=vt2-
向上运动的最大距离:x=x1+x2=1m+4m=5m. (3)滑块沿传送带返回C点的过程中:
得:vC2=
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