如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方...

问题详情:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1 kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入∠BOC=37°的固定光滑圆弧轨道BC,经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上,圆弧轨道C端的切线水平.已知长木板的质量M=4 kg,A、B两点距C点的高度分别为H=0.6 m、h=0.15 m,R=0.75 m,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.7,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,g=10 m/s2.求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方...

(1)小物块的初速度v0及在B点时的速度大小;

(2)小物块滑动至C点时,对圆弧轨道的压力大小;

(3)长木板至少为多长,才能保*小物块不滑出长木板.

【回答】

(1)4 m/s 5 m/s (2)47.3 N (3)2.0 m

【详解】

(1)从如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第2张点到如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第3张点,物块做平抛运动,则有:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第4张

设到达如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第5张点时竖直分速度为如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第6张,则有:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第7张

联立解得:如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第8张

此时速度方向与水平面的夹角为如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第9张

则有:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第10张

可得:如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第11张

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第12张点时的速度大小:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第13张

 (2)从如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第14张点至如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第15张点,由动能定理有:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第16张

设物块在如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第17张点受到的支持力为如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第18张,则有:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第19张

解得:如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第20张如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第21张

根据牛顿第三定律可知,物块在如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第22张点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N

(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第23张

长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第24张

因为如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第25张,所以小物块在长木板上滑动时,长木板静止不动

小物块在长木板上做匀减速运动

则长木板的长度至少为:

如图所示,从A点以某一水平速度v0抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方... 第26张

知识点:牛顿运动定律的应用

题型:解答题