如图,竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,C为圆弧最低点,圆弧半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上,∠COB=30°.现有一个质量为m的小物体从A点无初速滑下
◎ 题目
如图,竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,C为圆弧最低点,圆弧半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上, ∠COB=30°.现有一个质量为m的小物体从A点无初速滑下,已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求: (1)小物体在斜面上滑行的总路程; (2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力. |
◎ 答案
◎ 解析
分析:(1)由几何知识得知,斜面的倾角等于.物体从A点无初速度滑下后,由于克服摩擦力做功,物体在斜面上运动时机械能不断减小,到达的最大高度越来越小,最终在BE圆弧上来回运动,到达B点的速度为零.物体在斜面上运动时摩擦力大小为,总是做负功,滑动摩擦力做的总功与总路程成正比,根据动能定理求解总路程. (2)当物体第一次经过C点时,速度最大,对C点的压力最大,当最后稳定后,物体在BE之间运动时,经过C点时速度最小,物体对C点的压力最小,根据动能定理求出最大速度和最小速度,再由牛顿运动定律求解最大压力和最小压力. 解答::(1)设物体在斜面上滑行的总路程为S.对物体从A到B(或E)的过程,应用动能定理得 解得 (2)当物体第一次经过C点时,速度最大,设为.由几何知识得到,AB的长度为对A到C过程,由动能定理得: 设轨道对物体的支持力,由牛顿第二定律得 联立解得 当最后稳定后,物体在BE之间运动时,设物体经过C点的速度为,由动能定理得 设轨道对物体的支持力F2,由牛顿第二定律得 联立解得: 由牛顿第三定律可知,物体对C点的最大压力为,最小压力为 答案:(1)小物体在斜面上滑行的总路程是 (2)小物体通过C点时,对C点的最大压力为,最小压力为 点评:本题是动能定理与牛顿运动定律的综合应用,关键是分析物体的运动过程,抓住滑动摩擦力做功与路程有关这一特点. |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图,竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD的B端相切,C为圆弧最低点,圆弧半径为R,圆心O与A、D在同一水平面上,∠COB=30°.现有一个质量为m的小物体从A点无初速滑下…”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。- 最新内容
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