如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以的初速度由A点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的圆弧BC,在C点正上方有一离C点高

如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以的初速度由A点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的圆弧BC,在C点正上方有一离C点高

题型:模拟题难度:来源:
如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以的初速度由A点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C点后通过P孔,又恰能从Q孔落下,则平台转动的角速度ω应满足什么条件?
答案
解:设滑块至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有
  
解得  
滑块从B点开始运动后机械能守恒,设滑块到达P处时速度为,则
  
解得  
滑块穿过P孔后再回到平台的时间  
要想实现题述过程,需满足  
  (n=0,1,2……)
举一反三
一滑块经水平轨道AB,进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC,已知滑块的质量m=0.6kg, 在A点的速度vA=8m/s,ABx=5m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,圆弧轨道的半径R=2m,滑块离开C点后竖直上升h=0.2m,取g=10m/s2。求:
(1)滑块滑到B点前的加速度和滑块恰好滑过B点时的加速度。
(2)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功。
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如图所示,一固定在地面上的金属轨道ABC,其中AB长s1=1m, BC与水平面间的夹角为α=37°,一小物块放在A处,小物块与轨道间的动摩擦因数均为μ=0.25,现在给小物块一个水平向左的初速度v0=3m/s。小物块经过B处时无机械能损失(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)。求:
(1)小物块第一次到达B处的速度大小;
(2)小物块在BC段向上运动时的加速度大小;
(3)若小物块刚好能滑到C处,求BC长s2
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如图所示,一质量M=2.0kg的长木板AB静止在水平面上,木板的左侧固定一半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道,轨道末端的切线水平,轨道与木板靠在一起,且末端高度与木板高度相同。现在将质量m=1.0kg的小铁块(可视为质点)从弧形轨道顶端由静止释放,小铁块到达轨道底端时的速度v0=3.0m/s,最终小铁块和长木板达到共同速度。忽略长木板与地面间的摩擦。取重力加速度g=10m/s2。求
(1)小铁块在弧形轨道末端时所受支持力的大小F;
(2)小铁块在弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功Wf
(3)小铁块和长木板达到的共同速度v。
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运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如图所示,AB是水平路面,BC是半径为20m的圆弧,CDE是一段曲面。运动员驾驶功率始终是P=1.8kW的摩托车在AB段加速,到B点时速度达到最大vm=20m/s,再经t=13s的时间通过坡面到达E点时,关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量m=180 kg,坡顶高度h=5m,落地点与E点的水平距离s=16m,重力加速度g=10m/s2。如果在AB段摩托车所受的阻力恒定,求
(1)AB段摩托车所受阻力的大小;
(2)摩托车过圆弧轨道上B点时受到地面支持力的大小;
(3)摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做功。
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有一个固定竖直放置的圆形轨道,半径为R,由左右两部分组成。如下图所示,右半部分AEB是光滑的,左半部分BFA是粗糙的。现在最低点A给一质量为m的小球一个水平向右的初速度,使小球沿轨道恰好运动到最高点B,小球在B点又能沿BFA回到A点,到达A点时对轨道的压力为4mg。求:
(1)小球的初速度v0
(2)由B经F回到A的过程中克服摩擦力所做的功。
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