如图所示,BC为半径R=0.144m的14圆弧,AB为光滑水平轨道,两轨道在B处相切连接;AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接;开始时,P在A处,Q在与A同-高一物理

题目简介

如图所示,BC为半径R=0.144m的14圆弧,AB为光滑水平轨道,两轨道在B处相切连接;AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接;开始时,P在A处,Q在与A同-高一物理

题目详情

如图所示,BC为半径R=0.144m的
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圆弧,AB为光滑水平轨道,两轨道在B处相切连接;AB轨道上的滑块P通过不伸长的轻绳与套在竖直光滑细杆的滑块Q连接;开始时,P在A处,Q在与A同一水平面上的E处,且绳子刚好伸直处于水平,固定的小滑轮在D处,DE=0.4m,不计滑轮与绳子间的摩擦和空气阻力,现把Q从静止释放,当下落h=0.3m时,P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力.取g=10m/s2.试求:
(1)在P到达B处时,P的速度大小;
(2)在P到达B处时,Q的速度大小;
(3)滑块P、Q的质量之比,即
mP
mQ
=?
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)P恰好到达圆弧轨道的B,且对B无压力,重力提供向心力,根据向心力公式得:
mPg=mP
vP2
R

解得:vP=
gR
=
1.44
=1.2m/s

(2)P到达B点时,绳子的速度等于P的速度,根据几何关系有:
vQ•class="stub"0.3
0.32+0.42
=vP

解得:vQ=1.2×class="stub"0.5
0.3
=2m/s

(3)PQ在运动过程中只有重力做功,根据动能定理得:
class="stub"1
2
mPvP2
+class="stub"1
2
mQvQ2
=mQgh
带入数据有:
0.72mP+2mQ=3mQ
解得:
mP
mQ
=class="stub"1
0.72

答:(1)在P到达B处时,P的速度大小为1.2m/s;(2)在P到达B处时,Q的速度大小为2m/s;(3)滑块P、Q的质量之比为class="stub"1
0.72

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