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(10分)如图所示,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B与长为L=1m的水平面相切于B点,BC离地面高h=0.45m,C点与一倾角为的光滑斜面连接,质量m=1.0kg的小滑块从圆弧顶点D由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数,取g=10m/s2

求:(1)小滑块刚到达圆弧的B点时对圆弧的压力:

(2)小滑块到达C点时速度的大小:

(3)小滑块从C点运动到地面所需的时间.

 

【答案】

(1)30N (2)4m/s (3)0.3s

【解析】

试题分析:⑴设滑块到B点速度为vB,由机械能守恒

 (2分)

在B点:(1分)

N=3mg=30N

由牛顿第三定律,滑块在B点对圆弧的压力大小为30N(1分)

⑵由动能定理,  (2分)

=4m/s (1分)

⑶滑块离开C点后做平抛运动,设其下落h的时间为t,则

 

t=0.3s

t=0.3s内滑块的水平位移x=vct=1.2m(1分)

而斜面的水平长度=0.78m

,所以不会落到斜面上而直接落到地面上,(1分)

所以小滑块从C点运动到地面所需的时间为0.3s(1分)

考点:牛顿第二、三定律 动能定理 平抛运动

 

练习册系列答案
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(2011?淮安三模)如图所示,半径R=0.4m的圆盘水平放置,绕竖直轴OO′匀速转动,在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ,转轴和水平轨道交于O′点.一质量m=1kg的小车(可视为质点),在F=4N的水平恒力作用下,从O′左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动,当小车运动到O′点时,从小车上自由释放一小球,此时圆盘半径OA与x轴重合.规定经过O点水平向右为x轴正方向.小车与轨道间的动摩擦因数μ=0.2,g取10m/s2.求:
(1)若小球刚好落到A点,求小车运动到O′点的速度.
(2)为使小球刚好落在A点,圆盘转动的角速度应为多大.
(3)为使小球能落到圆盘上,求水平拉力F作用的距离范围.

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(1)小物块到达B点时对轨道的压力大小;
(2)转筒轴线距B点的距离L;
(3)转筒转动的角速度ω

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A、v0≤4m/s可以使小球不脱离轨道
B、v0≥4
2
m/s可以使小球不脱离轨道
C、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为24N
D、设小球能在圆轨道中做完整的圆周运动,在最低点与最高点对轨道的压力之差为20N

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,(sin37°=0,6,cos37°=0.8,g=l0m/s2),求:
(1)小物块Q的质量m2
(2)剪断细线,物块P第一次过M点的速度大小;
(3)剪断细线,物块P第一次过M点后0.3s到达K点(未画出),求MK间距大小;
(4)物块P在MN斜面上滑行的总路程.

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