如图所示,水平轨道与竖直平面内的圆弧轨道平滑连接后固定在水平地面上,圆弧轨道B端的切线沿水平方向。质量m=1.0kg的滑块(可视为质点)在水平恒力F=10.0N的作用下,从A点由静止开始运动,当滑块运动的位移x=0.50m时撤去力F。已知A、B之间的距离x0=1.0m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.10,取g=10m/s2。求:
(1)在撤去力F时,滑块的速度大小;
(2)滑块通过B点时的动能;
(3)滑块通过B点后,能沿圆弧轨道上升的最大高度h=0.35m,求滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做的功。
(1)(2)(3)
【解析】
试题分析:(1)滑动摩擦力????????????????????? ? (1分)
设滑块的加速度为a1,根据牛顿第二定律
????????? ??????????????? ? (1分)
解得?????????????????????? ? ?? (1分)
设滑块运动位移为时的速度大小为,根据运动学公式
??????? ??????????????????????????????? ???? (2分)
解得??????????????????? ??????? (1分)
(2)设滑块通过B点时的动能为
从A到B运动过程中,依据动能定理有?????
,???????????????????????????????? (4分)
解得?????????????????????????????? (2分)
(3)设滑块沿圆弧轨道上升过程中克服摩擦力做功为,根据动能定理
???? ???????????????????????????????? (3分)
解得?????????????????????????? ???? (1分)
考点:牛顿运动定律 功能关系
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如图所示,水平轨道与圆弧CFE用平滑曲面连接,不计一切摩擦,圆弧轨道半
径R=0.3m。在水平轨道上有大小相同的两小球A、B,B球质量mB=0.2kg,A球质量
mA=0.1kg。开始时,B球静止在水平轨道上,A球以v0=5m/s的速度向右运动与B球
正碰,碰后B球运动到圆弧轨道的最高点F时,对轨道的压力恰好为零。试求碰撞后
A球的速度。(重力加速度g取10m/s2)
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如图所示,水平轨道与直径为d=0.8m的半圆轨道相接,半圆轨道的两端点A、B连线是一条竖直线,整个装置处于方向水平向右,大小为103V/m的匀强电场中,一小球质量m=0.5kg,带有q=5×10-3C电量的正电荷,在电场力作用下由静止开始运动,不计一切摩擦,g=10m/s2,
(1)若它运动的起点离A为L,它恰能到达轨道最高点B,求小球在B点的速度和L的值.
(2)若它运动起点离A为L=2.6m,且它运动到B点时电场消失,它继续运动直到落地,求落地点与起点的距离.
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