如图所示,半径=1.25m的l/4光滑圆弧轨道竖直固定,其末端切线水平,并与水平传送带相连,已知小滑块的质量为=0.5kg,滑块与传送带间的动摩擦因数=0.1,传送带长度为=1.5

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

如图所示,半径=1.25m的l/4光滑圆弧轨道竖直固定,其末端切线水平,并与水平传送带相连,已知小滑块的质量为=0.5kg,滑块与传送带间的动摩擦因数=0.1,传送带长度为=1.5m,两轮半径=0.4m,当传送带静止时,用="4" N的水平拉力将滑块从端由静止开始向左拉动。取10m/s2

(1)若滑块到达端时撤去拉力,求:滑块沿弧形槽上升的最大高度;
(2)问题(1)中的滑块,从高点沿弧形槽再滑回端时,轨道对滑块的支持力多大?
(3)若拉力作用一段距离后撤去,滑块到达光滑曲面某一高度而下滑时,以两轮以角速度=15rad/s顺时针转动,为使滑块能在轮最高点离开传送带飞出,则拉力作用的最短距离需多大?

◎ 答案

(1)h=1.05m(2)(3)

◎ 解析


试题分析:(1)根据动能定理有 
即:,代入数值解得h="1.05m"
(2)从高点滑回B点过程中,根据机械能守恒定律有
在B点有
解以上两式得
(3)根据题意,滑块要从b轮最高点C离开传送带飞出,则滑块运动至C点的速度最小为,即
由于传送带的速度v=rω=6m/s,滑块在B点的速度,要使滑块从C点以飞出,可分析,滑块在传送带上从B到C做匀加速运动。根据牛顿第二定律,可得加速度

为了使滑块运动到C点时速度大于2m/s,则B点的速度最小为:,代入数据可得
设拉力F作用的最短距离为x,则根据动能定理
代入数据可以求得
点评:本题主要考察了动能定理及运动学基本公式的应用,要求同学们能正确分析物体的运动情况.

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