一滑块经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC.已知滑块的质量m=0.50kg.滑块经过A点时的速度υA=5.0m/s.AB长x=4.5m.滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10.圆弧形

高中物理 2024-07-06 16:13:25

(16分)一滑块(可视为质点)经水平轨道AB进入竖直平面内的四分之一圆弧形轨道BC。已知滑块的质量m=0.50kg,滑块经过A点时的速度υA=5.0m/s,ABx=4.5m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,圆弧形轨道的半径R=0.50m,滑块离开C点后竖直上升的最大高度h=0.10m。取g=10m/s2。求

(1)滑块第一次经过B点时速度的大小;

(2)滑块刚刚滑上圆弧形轨道时,对轨道上B点压力的大小;

(3)滑块在从B运动到C的过程中克服摩擦力所做的功。

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(16分)

(1)滑块从AB做匀减速直线运动,摩擦力 f=μmg    (1分)

由牛顿第二定律可知,滑块的加速度大小 (1分)

由运动学公式 υB2υA2 =﹣2 a x (1分)

解得滑块经过B点时速度的大小 υB = 4.0 m/s (2分)

(2)在B点,滑块开始做圆周运动,由牛顿第二定律可知

(2分)

解得轨道对滑块的支持力 N = 21N (2分)

根据牛顿第三定律可知,滑块对轨道上B点压力的大小也为21N。(1分)

(3)从B到滑块经过C上升到最高点的过程中,由动能定理

(3分)

解得滑块克服摩擦力做功Wf =1.0J (3分)