如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平。一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图
◎ 题目
如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平。一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图中虚线BC所示。已知它在空中运动的水平位移OC= l。 现在轨道下方紧贴B点安装一水平传送带,传送带的右端与B的距离为l/2。当传送带静止时,让P再次从A点由静止释放,它离开轨道并在传送带上滑行后从右端水平飞出,仍然落在地面的C点。当驱动轮转动带动传送带以速度v匀速向右运动时(其他条件不变),P的落地点为D。不计空气阻力。 (1)求P滑至B点时的速度大小; (2)求P与传送带之间的动摩擦因数μ; (3)写出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式。 |
◎ 答案
(1);(2);(3)见解析。 |
◎ 解析
(1)物体P在AB轨道上滑动时,物体的机械能守恒,根据机械能守恒定律 得物体P滑到B点的速度为 ③ (2)当没有传送带时,物体离开B点后作平抛运动,运动时间为t, t=, 当B点下方的传送带静止时,物体从传送带右端水平抛出,落地的时间也为t,水平位移为,因此物体从传送带右端抛出的速度v1=。 ② 根据动能定理,物体在传送带上滑动时,有 ② 解出物体与传送带之间的动摩擦因数为 ① (3)当传送带向右运动时,若传送带的速度v≤v1,即v≤时,物体在传送带上一直作匀减速运动,离开传送带的速度仍为v1,落地的水平位移为,即s=l; ② 当传送带的速度v>时,物体将会在传送带上做一段匀变速运动。如果尚未到达传送带右端,速度即与传送带速度相同,此后物体将做匀速运动,而后以速度v离开传送带。v的最大值v2为物体在传送带上一直加速而达到的速度,即 =, 由此解得 v2=。 ① 当v≥v2,物体将以速度v2=离开传送带,因此得O、D之间的距离为 。 ② 当v1< v < v2,即时,物体从传送带右端飞出时的速度为v,O、D之间的距离为。 ① 综合以上的结果,得出O、D间的距离s随速度v变化的函数关系式为 ① |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,AB是一段位于竖直平面内的光滑轨道,高度为h,末端B处的切线方向水平。一个质量为m的小物体P从轨道顶端A处由静止释放,滑到B端后飞出,落到地面上的C点,轨迹如图…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 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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