分析 (1)物块离开D点做竖直上抛运动,由匀变速直线运动的速度位移公式可以求出物块到达D点的速度,从C到D过程应由动能定理可以求出物块到达C点的速度,在C点应由牛顿第二定律可以求出轨道的支持力,然后求出物块对轨道的压力.
(2)从A到C过程应由动能定理可以求出动摩擦因数,物块从C点向斜面运动过程应由动能定理可以求出物块在斜面上的位移,然后求出物块第一次返回斜面运动的最高点与A点间的距离.
解答 解:(1)物块离开D点做竖直上抛运动,
由匀变速直线运动的速度位移公式可知:
vD=$\sqrt{2gh}$=$\sqrt{2×10×0.4}$=2$\sqrt{2}$m/s,
从C到D过程,由动能定理得:
-mgR=$\frac{1}{2}$mvD2-$\frac{1}{2}$mvC2,解得:vC=3$\sqrt{2}$m/s,
在C点,由牛顿第二定律得:F-mg=m$\frac{{v}_{C}^{2}}{R}$,
解得:F=46N,由牛顿第三定律可知,
物块对轨道的压力:F′=F=46N,方向:竖直向下;
(2)物块从A到C过程,由动能定理得:
mgLsinθ+mgR(1-cosθ)-μmgLcosθ=$\frac{1}{2}$mvC2-0,
物块从C点上升到斜面最高点过程,由动能定理得:
-mgSsinθ-mgR(1-cosθ)-μmgScosθ=0-$\frac{1}{2}$mvC2,解得:S=1m,
物块第一次返回斜面运动的最高点距A点的距离:d=L-S=2-1=1m;
答:(1)物块第一次经C点时对圆弧轨道的压力大小为46N,方向:竖直向下;
(2)物块第一次返回斜面运动的最高点距A点的距离为1m.
点评 本题考查了求压力与距离问题,考查了动能定理的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提与关键,应用匀变速直线运动规律、动能定理与牛顿第二定律可以解题.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 物体加速度不断减小,速度可以不断增大 | |
B. | 运动物体的速度变化量越大,其加速度一定越大 | |
C. | 物体加速度增大时,速度也增大 | |
D. | 加速度为正值,表明物体在做加速运动 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 加速度大小之比为3:1 | B. | 位移大小之比为1:2 | ||
C. | 平均速度大小之比为2:1 | D. | 平均速度大小之比为1:1 |
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 在0到t1这段时间内,a车的速度大于b车的速度 | |
B. | 在t1到t2这段时间内,b车先减速后加速 | |
C. | 在t1到t2这段时间内,a车的平均速率大于b车的平均速率 | |
D. | 在t1到t2这段时间内,a车的平均速度等于b车的平均速度 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 增大 | B. | 减小 | C. | 不变 | D. | 无法判断 |
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