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        1. 精英家教網 > 高中物理 > 題目詳情

          【題目】如圖所示,ABCD是一個地面和軌道均光滑的過山車軌道模型,現(xiàn)對靜止在A處的滑塊施加一個水平向右的推力F,使它從A點開始做勻加速直線運動,當它水平滑行2.5 m時到達B點,此時撤去推力F、滑塊滑入半徑為0.5 m且內壁光滑的豎直固定圓軌道,并恰好通過最高點C,當滑塊滑過水平BD部分后,又滑上靜止在D處,且與ABD等高的長木板上,已知滑塊與長木板的質量分別為0.2 kg、0.1 kg,滑塊與長木板、長木板與水平地面間的動摩擦因數(shù)分別為0.3、 ,它們之間的最大靜摩擦力均等于各自滑動摩擦力,取g=10 m/s2,求:

          (1)水平推力F的大。

          (2)滑塊到達D點的速度大;

          (3)木板至少為多長時,滑塊才能不從木板上掉下來?在該情況下,木板在水平地面上最終滑行的總位移為多少?

          【答案】(1)1N(2) (3)t=1 s ;

          【解析】

          (1)由于滑塊恰好過C點,則有:

          m1gm1

          AC由動能定理得:

          Fxm1g·2Rm1vC2-0

          代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得:

          F=1 N

          (2)AD由動能定理得:

          Fxm1vD2

          代入數(shù)據(jù)解得:

          vD=5 m/s

          (3)滑塊滑到木板上時,對滑塊:

          μ1m1gm1a1,

          解得:

          a1μ1g=3 m/s2

          對木板有:

          μ1m1gμ2(m1m2)gm2a2,

          代入數(shù)據(jù)解得:

          a2=2 m/s2

          滑塊恰好不從木板上滑下,此時滑塊滑到木板的右端時恰好與木板速度相同,

          有:

          vvDa1t

          va2t,

          代入數(shù)據(jù)解得:

          t=1 s

          此時滑塊的位移為:

          x1vDta1t2,

          木板的位移為:

          x2a2t2Lx1x2,

          代入數(shù)據(jù)解得:

          L=2.5 m

          v=2 m/s

          x2=1 m

          達到共同速度后木板又滑行x,則有:

          v2=2μ2gx′,

          代入數(shù)據(jù)解得:

          x′=1.5 m

          木板在水平地面上最終滑行的總位移為:

          xx2x′=2.5 m

          練習冊系列答案
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          C. 電子能從小孔P飛出,且飛出時的動能不大于eU0

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          (1)正離子的初速度;

          (2)正離子從D處運動到G處所需時間t;

          (3)電場強度的大小E。

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