如图所示,水中的鱼吐出一串气泡,气泡上升过程中速度越来越大。其中较大的气泡上已画出了它所受重力的示意图,请再画出该气泡所受浮力的示意图。

◎ 题目

如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板,已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=60°,不计空气阻力,g 取10m/s2。求:
(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?

◎ 答案

解:(1)小物块在C点时的速度为
小物块由C到D的过程中,由动能定理得
代入数据解得:
小球在D点时由牛顿第二定律得,代入数据解得FN=60N
由牛顿第三定律得F'N=FN=60N
方向竖直向下
(2)设小物块刚滑到木板左端时达到共同速度,大小为v,小物块在木板上滑行的过程中,
小物块与长木板的加速度大小分别为
速度分别为v=vD -a1t
v=a2t
对物块和木板系统,由能量守恒定律得
解得L=2.5m,即木板的长度至少是2.5m

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,水中的鱼吐出一串气泡,气泡上升过程中速度越来越大。其中较大的气泡上已画出了它所受重力的示意图,请再画出该气泡所受浮力的示意图。…”主要考查了你对  【动能定理】,【能量转化与守恒定律】  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。

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