問題詳情:
如圖所示,MPQ為豎直面內一固定軌道,MP是半徑為R的光滑圓弧軌道,它與水平軌道PQ相切於P,Q端固定一豎直擋板,PQ長為S.一小物塊在M端由靜止開始沿軌道下滑,與擋板只發生**碰撞(沒有能量損失)後返回L(L<S)停止,重力加速度為g.求:
(1)物塊滑至圓弧軌道P點時對軌道壓力的大小;
(2)物塊與PQ段動摩擦因數μ.
【回答】
考點: 機械能守恆定律;向心力.
專題: 機械能守恆定律應用專題.
分析: (1)根據機械能守恆定律求出物塊滑動P點的速度,結合牛頓第二定律求出支持力的大小,從而得出物塊在P點對軌道的壓力.
(2)對全過程運用動能定理,抓住動能的變化量為零,求出物塊與PQ段的動摩擦因數.
解答: 解:(1)設物塊滑至P點時的速度為v,根據機械能守恆定理有:
解得:v=
設物塊到達P點時,軌道對它的支持力大小為N,根據牛頓運動定律有:
解得:N=3mg.
根據牛頓第三定律,物塊對軌道壓力的大小為:N′=N=3mg.
(2)從物塊開始運動到停下,根據動能定理有:
mgR﹣μmg(s+l)=0﹣0
解得:.
答:(1)物塊滑至圓弧軌道P點時對軌道壓力的大小為3mg;
(2)物塊與PQ段動摩擦因數μ為.
點評: 本題考查了動能定理、機械能守恆定律和牛頓第二定律的基本運用,知道沿圓弧段運動過程只有重力做功,機械能守恆,也可以通過動能定理求解P點的速度.
知識點:未分類
題型:計算題