如图所示,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点-物理

题目简介

如图所示,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点-物理

题目详情

如图所示,斜面与水平面在B点衔接,水平面与竖直面内的半圆形导轨在C点衔接,半圆形导轨的半径为r=0.4m.质量m=0.50kg的小物块,从A点沿斜面由静止开始下滑,测得它经过C点进入半圆形导轨瞬间对导轨的压力为35N,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达D点.已知A到B的水平距离为l1=3.2m,B到C的水平距离为l2=1.6m,物块与斜面及水平面之间的动摩擦因数均为μ=0.25,不计物块通过衔接点时的能量损失,g取10m/s2
求:
(1)物块从C至D克服阻力做了多少功?
(2)A点离水平面的高度h为多大?
(3)为使物块恰好不能越过C而进入半圆形导轨内,物块在斜面上下滑的起始高度应调节为多大?360优课网
题型:问答题难度:中档来源:不详

答案

(1)圆周运动在C点有,N-mg=m
v2C
r
  ①
圆周运动在D点有,mg=m
v2D
r
  ②
从C至D由动能定理有,-mg•2r-Wf=class="stub"1
2
m
v2D
-class="stub"1
2
m
v2C
  ③
联立①②③式并代入数据可解得,从C至D物块克服阻力做的功Wf=1J   ④
(2)从A到B过程,物块克服阻力做的功W1=μmgcosθ•
l1
cosθ
=μmgl1
  ⑤
从A到C,由动能定理有,mgh-W1-μmgl2=class="stub"1
2
m
v2C
-0

联立①⑤⑥式并代入数据可解得,h=2.4m⑦
(3)从起始到C点由动能定理有,mgh′-μmgcosθ•class="stub"h′
sinθ
-μmgl2=0

又   class="stub"sinθ
cosθ
=class="stub"h′
l1
=class="stub"3
4

联立⑧⑨式并代入数据可解得,h'=0.6m
答:
(1)物块从C至D克服阻力做了1J功.
(2)A点离水平面的高度h为2.4m.
(3)为使物块恰好不能越过C而进入半圆形导轨内,物块在斜面上下滑的起始高度应调节为0.6m.

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