早教吧作业答案频道 -->物理-->
如图甲所示,半径R=0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,B为轨道的最低点,在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车,其质量M=5kg,长度L=0.5m,车的上表面与B点等高,可视为质点的物块
题目详情
如图甲所示,半径R=0.45m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,B为轨道的最低点,在光滑水平面上紧挨B点有一静止的平板车,其质量M=5kg,长度L=0.5m,车的上表面与B点等高,可视为质点的物块从圆弧轨道最高点A由静止释放,其质量m=1kg,g取10m/s2.
(1)求物块滑到B点时对轨道压力的大小;
(2)若平板车上表面粗糙,物块最终没有滑离平板车,求物块最终速度的大小;
(3)若将平板车固定且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,物块在平板车上向右滑动时,所受摩擦力f随它距B点位移L的变化关系如图乙所示,物块最终滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
(1)求物块滑到B点时对轨道压力的大小;
(2)若平板车上表面粗糙,物块最终没有滑离平板车,求物块最终速度的大小;
(3)若将平板车固定且在上表面铺上一种动摩擦因数逐渐增大的特殊材料,物块在平板车上向右滑动时,所受摩擦力f随它距B点位移L的变化关系如图乙所示,物块最终滑离了平板车,求物块滑离平板车时的速度大小.
▼优质解答
答案和解析
(1)物块从圆弧轨道A点滑到B点的过程中,只有重力做功,其机械能守恒,由机械能守恒定律得:
mgR=
m
,
代入数据解得:vB=3m/s
在B点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m
代入数据解得:FN=3mg=3×1×10N=30N,
由牛顿第三定律可知,物块滑到轨道B点时对轨道的压力:FN′=FN=30N.
(2)物块滑上小车后,由于水平地面光滑,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒.以向右为正方向,由动量守恒定律得:mvB=(m+M)v共,
代入数据解得:v共=0.5m/s;
(3)物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积大小.克服摩擦力做功为:Wf=
×0.5J=2J,
物块在平板车上滑动过程,由动能定理得:-Wf=
mv2-
m
代入数据解得:v=
m/s;
答:(1)物块滑到轨道B点时对轨道的压力大小为30N;
(2)物块的最终速度大小为1m/s;
(3)物块滑离平板车时的速度大小为
m/s.
mgR=
1 |
2 |
v | 2 B |
代入数据解得:vB=3m/s
在B点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m
| ||
R |
代入数据解得:FN=3mg=3×1×10N=30N,
由牛顿第三定律可知,物块滑到轨道B点时对轨道的压力:FN′=FN=30N.
(2)物块滑上小车后,由于水平地面光滑,系统的合外力为零,所以系统的动量守恒.以向右为正方向,由动量守恒定律得:mvB=(m+M)v共,
代入数据解得:v共=0.5m/s;
(3)物块在小车上滑行时的克服摩擦力做功为f-L图线与横轴所围的面积大小.克服摩擦力做功为:Wf=
2+6 |
2 |
物块在平板车上滑动过程,由动能定理得:-Wf=
1 |
2 |
1 |
2 |
v | 2 B |
代入数据解得:v=
5 |
答:(1)物块滑到轨道B点时对轨道的压力大小为30N;
(2)物块的最终速度大小为1m/s;
(3)物块滑离平板车时的速度大小为
5 |
看了 如图甲所示,半径R=0.45...的网友还看了以下:
如图所示,竖直平面内固定轨道ABC,由水平粗糙轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成,AB恰与圆弧 2020-07-12 …
如图所示,质量m=3kg的小物块以初速度v0=4m/s水平向右抛出,恰好从A点沿着圆弧的切线方向进 2020-07-14 …
如图,AB是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R 2020-07-15 …
如图所示,内壁粗糙,半径R=0.4m的四分之一圆弧轨道AB在最低点B与光滑水平轨道BC相切,质量m 2020-07-31 …
如图所示,P是固定在水平面上的圆弧轨道,O是圆弧的圆心,C为圆弧轨道最高点,D为圆弧轨道最低点,从 2020-07-31 …
如图所示,在竖直平面内固定一光滑圆弧轨道AB,轨道半径为R=0.4m,轨道最高点A与圆心O等高.有 2020-07-31 …
如图所示,半径R=0.9m的四分之一圆弧如图所示,半径R=0.9m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置 2020-07-31 …
单板滑雪U型池如图所示,由两个完全相同的14圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC构成,圆弧滑道的半径R= 2020-10-30 …
一种U型池的滑板运动场地截面示意图如图所示,场地由两个完全相同的14圆弧滑道AB、CD和水平滑道BC 2020-11-21 …
如图所示,AB是固定在竖直平面内一半径为R的四分之一圆弧轨道,圆心为O1,BC是一半径为R2的四分之 2020-11-26 …