問題詳情:
質量爲m=1kg的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P點,隨傳送帶運動到A點水平拋出後,小物塊恰好無碰撞的沿圓弧切線從B點進入豎直光滑圓孤軌道運動。B、C爲圓弧的兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m圓弧對應圓心角,軌道最低點爲O,A點距水平面的高度h=0.8m。小物塊離開C點後恰能無碰撞的沿固定斜面向上運動,0.8s後經過D點,物塊與斜面間的滑動摩擦因數爲=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。試求:
(1)小物塊離開A點的水平初速度v1
(2)小物塊經過O點時對軌道的壓力
(3)斜面上CD間的距離
(4)假設小物塊與傳送帶間的動摩擦因數爲0.3,傳送帶的速度爲5m/s,則PA間的距離是多少?
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【回答】
解:(1)對小物塊,由A到B有
(1分)
在B點 (2分)
所以 (1分)
(2)對小物塊,由B到O有
(2分)
其中 (1分)
在O點 (1分)
所以N=43N
由牛頓第三定律知對軌道的壓力爲 (1分)
(3)物塊沿斜面上滑: (1分)
所以
物塊沿斜面下滑:
a2=6m/s (1分)
由機械能守恆知
小物塊由C上升到最高點歷時 (1分)
小物塊由最高點回到D點歷時 (1分)
故 (1分)
即 (1分)
(4)由題意可知小物塊在傳送帶上加速過程: (1分)
PA間的距離是 (1分)
知識點:專題三 力與物體的曲線運動
題型:綜合題