Question

(18分)如圖所示為兒童樂娛樂的滑梯示意圖，其中AB為長(zhǎng)s₁=3m的斜面滑槽，與水平方向夾角為37⁰，BC為水平滑槽，AB與BC連接處通過一段圓弧相連，BC右端與半徑R=0.2m的四分之一圓弧CD相切，ED為地面。兒童在娛樂時(shí)從A處由靜止下滑，設(shè)該兒童與斜面滑槽及水平滑槽之間動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ=0.5，求：

（1）該兒童滑到斜面底端B點(diǎn)時(shí)的速度為多大？

（2）為了使該兒童滑下后不會(huì)從C處平拋出去，水平滑槽BC長(zhǎng)度s₂應(yīng)大于多少？

（sin37⁰=0.6,cos37⁰=0.8,g=10m/s²）

 

Answer 1

【答案】

(1)   （2）1m

【解析】

試題分析：解答本題的關(guān)鍵是要多次運(yùn)用功能關(guān)系列式求解，同時(shí)應(yīng)注意分析題意中的臨界條件．

(1)小孩由A滑到B的過程，由能的轉(zhuǎn)化和守恒：

帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得，小孩到B時(shí)速度

（2）兒童在C點(diǎn)若速度過大則重力不足以提供向心力將會(huì)做平拋運(yùn)動(dòng)．要使兒童不會(huì)做平拋（與接觸面間壓力不為零），則在C點(diǎn)兒童應(yīng)做圓周運(yùn)動(dòng)，滿足：

解得：．

兒童從B到C處，根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和守恒：

解得：  

所以為了使該兒童滑下后不會(huì)從C處平拋出去，水平滑槽BC長(zhǎng)度s₂應(yīng)大于1m．

考點(diǎn)：本題主要考查能的轉(zhuǎn)化和守恒定律、功能關(guān)系、牛頓第二定律、向心力，以及對(duì)規(guī)律的理解和綜合應(yīng)用能力．