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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】如圖所示,一工件置于水平地面上,其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道,BC段為一長度L=0.5m的粗糙水平軌道,二者相切于B點,整個軌道位于同一豎直平面內,P點為圓弧軌道上的一個確定點.一可視為質點的物塊,其質量m=0.2kg,與BC間的動摩擦因數(shù)μ1=0.4.工件質量M=0.8kg,與地面間的動摩擦因數(shù)μ2=0.1.(取g=10m/s2

          (1)若工件固定,將物塊由P點無初速度釋放,滑至C點時恰好靜止,求P、C兩點間的高度差h.
          (2)若將一水平恒力F作用于工件,使物塊在P點與工件保持相對靜止,一起向左做勻加速直線運動.
          ①求F的大。
          ②當速度v=5m/s時,使工件立刻停止運動(即不考慮減速的時間和位移),物塊飛離圓弧軌道落至BC段,求物塊的落點與B點間的距離.

          【答案】
          (1)解:物塊從P點下滑經B點至C點的整個過程,根據(jù)動能定理得:

          mgh﹣μ1mgL=0

          代入數(shù)據(jù)得:

          h=0.2m…①

          答:P、C兩點間的高度差是0.2m;


          (2)解:①設物塊的加速度大小為a,P點與圓心的連線與豎直方向間的夾角為θ,由幾何關系可得

          cosθ= …②

          根據(jù)牛頓第二定律,對物體有

          mgtanθ=ma…③

          對工件和物體整體有

          F﹣μ2(M+m)g=(M+m)a…④

          聯(lián)立①②③④式,代入數(shù)據(jù)得

          F=8.5N…⑤

          ②設物體平拋運動的時間為t,水平位移為x1,物塊落點與B間的距離為 x2,由運動學公式可得

          h= …⑥

          x1=vt…⑦

          x2=x1﹣Rsinθ…⑧

          聯(lián)立①②⑥⑦⑧式,代入數(shù)據(jù)得

          x2=0.4m

          答:F的大小是8.5N;物塊的落點與B點間的距離是0.4m.


          【解析】(1)物塊從P點下滑經B點至C點的整個過程,根據(jù)動能定理求解(2)對物體、工件和物體整體分析,根據(jù)牛頓第二定律求解(3)根據(jù)平拋運動的規(guī)律和幾何關系求解.

          練習冊系列答案
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          A.A和B做圓周運動的向心加速度大小相等
          B.A和B受到的地球的萬有引力大小相等
          C.A做圓周運動的線速度比B大
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          1)物塊在傳送帶上運動的時間

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          (1)小球的加速度;

          (2)拍攝時B球的速度VB

          (3)A球上面滾動的小球還有幾顆?

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          (1)輕繩OA、OB中的張力分別是多大?

          (2)若人的質量m2=75 kg,人與水平面之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,欲使人在水平面上不滑動,則物體甲的質量m1最大不能超過多少?

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          A.Φ12
          B.Φ23
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          D.Φ3>Φ2

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          A.若磁場方向指向紙里,質點運動的周期將大于T0
          B.若磁場方向指向紙里,質點運動的周期將小于T0
          C.若磁場方向指向紙外,質點運動的周期將大于T0
          D.若磁場方向指向紙外,質點運動的周期將小于T0

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