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如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=...

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问题详情:

如图所示,半径R=1.0 m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=37°,另一端点C为轨道的最低点.C点右侧的光滑水平面上紧挨C点静止放置一木板,木板质量M=1 kg,上表面与C点等高.质量为m=1 kg的物块(可视为质点)从空中A点以v0=1.2 m/s的速度水平抛出,恰好从轨道的B端沿切线方向进入轨道.取g=10 m/s2.求:

如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 

(1)物块经过B点时的速度vB.

(2)物块经过C点时对木板的压力大小.

(3)若木板足够长,物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q.

【回答】

(1)如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第2张   (2)如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第3张 (3)Q=9 J.

【详解】

设物块在B点的速度为vB,在C点的速度为vC,从A到B物块做平抛运动,有    

如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第4张解得:如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第5张      

(2)从B到C,根据动能定理有

mgR(1+sin θ)=如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第6张      

解得vC=6 m/s        

在C点,由牛顿第二定律列式,有

如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第7张     解得:如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第8张   

再根据牛顿第三定律得,物块对木板的压力大小如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第9张   

(3)根据动量守恒定律得:(m+M)v=m如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第10张

根据能量守恒定律有

 如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第11张 (m+M)v2+Q=如图所示,半径R=1.0m的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内,轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角θ=... 第12张  

联立解得Q=9 J.

知识点:机械能守恒定律

题型:解答题

TAG标签:#端点 #轨道 #10m #竖直 #圆心 #
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