问题详情:
如图所示,从A点以v0的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定光滑圆弧轨道BC,圆弧轨道C端切线水平,BC所对的圆心角θ=370。小物块过圆弧轨道C后,滑上与圆弧轨道连为一体的光滑水平板,板的右端与水平面顺时针匀速转动的传送带左端E点等高并靠拢。已知A、B两点距C点的高度分别为H=1.0m、h=0.55m,水平面传送带长为L=9m,物块与水平面传送带之间的动摩擦因数μ=0.2,传送带传送速度为v=4m/s ,g=10m/s2,。sin370=0.6 cos370=0.8求:
(1)小物块从A点水平抛出的速度v0大小;
(2)小物块在传送带上运动的时间t及小物块与传送带之间由于摩擦而产生的热量Q
【回答】
⑴物块做平抛运动:H - h =gt2 (2分)
设到达B点时竖直分速度为vy,vy=gt (2分)
在B点 tanθ =vy / v0=3/4 (1分)
V0 =4m/s (1分)
⑵从A至C点,由动能定理 mgH =- (2分)
由上式可得=6m/s (1分)
由题意可知小物块m的摩擦力 f = μmg =ma (1分)
解得a=2m/s2 (1分)
物体做匀减速运动时间t1 =(v2-v)/a= 1s (1分)
位移S1=t1 (v2 + v)/2 =5m < 9m (1分)
后做匀速运动 t2=(L-S1 )/v = 1s (1分)
所以 t=t1 + t2 = 2s (1分)
传送带与物体间的相对位移Δs=S1-vt1 = 5m-4m=1m (1分)
Q=μmgΔs=2J (2分)
知识点:专题四 功和能
题型:计算题