(10分)如图所示,足够长的斜面AB的倾角为β,斜面下端与光滑的圆弧轨道BCDE的B端相切,C为圆弧的最低点,圆弧半径为R。现有一质量为m的小物体从斜面上的某处无初速度的滑下,

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

(10分)如图所示,足够长的斜面AB的倾角为β,斜面下端与光滑的圆弧轨道BCDE的B端相切,C为圆弧的最低点,圆弧半径为R。现有一质量为m的小物体从斜面上的某处无初速度的滑下,已知物体与斜面间的动摩擦因素为μ。
求:(1)要使小球通过圆弧轨道的最高点,则释放点距斜面的底端至少多高?
(2)若在斜面上与D点等高处释放,小物体在运动过程中通过C点时,对轨道的最小压力?

◎ 答案

(1)h=" "
(2)3 mg-2mgcosβ,方向竖直向下

◎ 解析

(1)要使小球恰好通过圆弧轨道的最高点,则要求小球通过最高点时的速度应满足:               ……………①
由释放点到该点由动能定理有
mg(h-R-Rcosβ)- μmgcosβh/sinβ= ……………②
得h=" "                  ……………③
(2)从与D点等高处释放后,由于斜面摩擦的原因,小球最终将在圆弧上做往复运动,其左侧最高点为B点,由机械能守恒得:
mg(R-Rcosβ)=              ……………④
由向心力公式得:N-mg=      ……………⑤
得 N=" 3" mg-2mgco sβ              ……………⑥
由牛顿第三定律得:
小球对轨道的最小压力大小为3 mg-2mgco sβ,方向竖直向下……………⑦
评分标准:①②⑤各2分;③④⑥⑦各1分

◎ 知识点

    专家分析,试题“(10分)如图所示,足够长的斜面AB的倾角为β,斜面下端与光滑的圆弧轨道BCDE的B端相切,C为圆弧的最低点,圆弧半径为R。现有一质量为m的小物体从斜面上的某处无初速度的滑下,…”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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