問題詳情:
如圖所示,水平光滑路面CD的右側有一長L1=3 m的板M,一物塊(可視為質點)放在板M的最右端,並隨板一起向左側固定的平台運動,板M的上表面與平台等高。平台的上表面AB長s=3 m,光滑半圓軌道AFE豎直固定在平台上,圓軌道半徑R=0.4 m,最低點與平台AB相切於A點。板與物塊相對靜止向左運動,速度v0=8 m/s。當板與平台的豎直牆壁碰撞後,板立即停止運動,物塊在板上滑動,物塊與板的上表
面及軌道AB的動摩擦因數μ=0.1,物塊質量m=1 kg,
取g=10 m/s2。
(1)求物塊進入圓軌道時對軌道上的A點的壓力;
(2)判斷物塊能否到達圓軌道的最高點E。如果能,求物塊離開E點後在平台上的落點到A點的距離;如果不能,則説明理由。
【回答】
【知識點】動能定理的應用;牛頓第二定律;平拋運動;向心力 E2 C2 D2 D5
【*解析】(1) 140 N,方向豎直向下(2) x=2.4 m解析:(1) 設物塊到A點時速度為v1
由動能定理得:由牛頓第二定律得:FN-mg=
解得:FN=140 N,由牛頓第三定律知,物塊對軌道A點的壓力大小
為140 N,方向豎直向下
(2)設物塊能通過圓軌道的最高點,且在最高點處的速度為
V2,解得:v2=6 m/s> =2 m/s
故能通過最高點,做平拋運動
有x=v2t ;解得:x=2.4 m
【思路點撥】(1)對物體從木板右端滑到平台A點過程運用動能定理列式,在對滑塊經過A點時運用牛頓第二定律和向心力公式列式求解; (2)先加速滑塊能通過最高點,對從C到最高點過程運用動能定理列式求解出最高點速度,與能經過最高點的最小速度比較,之後根據平拋運動的知識列式求解
本題關鍵是對各個過程根據動能定理列式,同時結合牛頓運動定律和向心力公式列式後聯立求解.
知識點:動能和動能定律
題型:計算題