分析 (1)小物块从A到C做平抛运动,根据平抛运动的基本公式求解小球到达C点时的速度.
(2)小物块由C到D的过程中,运用动能定理可求得物块经过D点时的速度.到达圆弧轨道末端D点时,由重力和轨道的支持力的合力提供向心力,由牛顿第二定律列式,求出轨道对物块的支持力,再由牛顿第三定律求出物块对轨道的压力.
(3)物块滑上长木板后做匀减速运动,长木板做匀加速运动,小物块恰好不滑出长木板时,物块滑到长木板的最右端,两者速度相等,根据动量守恒或牛顿运动定律、运动学公式结合和能量守恒求出此时木板的长度,即可得到木板的长度最小值.
解答 解:(1)小物块在C点时的速度大小为:vC=$\frac{{v}_{0}}{cos60°}$=2v0=4m/s
方向与水平方向的夹角为60°.
(2)小物块由C到D的过程中,由动能定理得:
mgR(1-cos60°)=$\frac{1}{2}$m${v}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}m{v}_{C}^{2}$
代入数据解得:vD=2$\sqrt{5}$m/s,
小球在D点时由牛顿第二定律得:
FN-mg=m$\frac{{v}_{D}^{2}}{R}$
代入数据解得:FN=60N
由牛顿第三定律得:FN′=FN=60N,方向竖直向下.
(3)设小物块刚滑到木板左端到达到共同速度,大小为v,小物块在木板上滑行的过程中,小物块与长木板的加速度大小分别为:
a1=$\frac{μmg}{m}$=μg=3m/s2,
a2=$\frac{μmg}{M}$=$\frac{0.3×1×10}{3}$=1m/s2
速度分别为:v=vD-a1t,v=a2t
解得:v=$\frac{\sqrt{5}}{2}$m/s
对物块和木板系统,由能量守恒定律得:
μmgL=$\frac{1}{2}m{v}_{D}^{2}$-$\frac{1}{2}$(m+M)v2
解得:L=2.5 m,即木板的长度至少是2.5 m.
答:(1)小物块到达C点时的速度为4m/s,方向与水平方向的夹角为60°.
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为60N;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少为2.5m.
点评 解决此题的关键要理清小物块的运动情况,掌握平抛运动的研究方法:运动分解法.知道能量守恒定律是求相对位移常用的方法.
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | R处出现火警时电压表示数增大 | B. | R处出现火警时电流表示数增大 | ||
C. | 图乙中电压的有效值为220V | D. | 电压表的示数为22V |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
F/N | 0 | 0.50 | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 |
l/cm | l0 | 10.97 | 12.02 | 13.00 | 13.98 | 15.05 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | P处的场强的大小一定小于Q处的场强的大小 | |
B. | P、Q间的电势差一定等于Q、O间的电势差 | |
C. | Q处的电势一定高于P处的电势 | |
D. | 电子在P处的电势能一定小于电子在Q处的电势能 |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:实验题
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 金属棒克服安培力做的功W1=0.5J | B. | 金属棒克服摩擦力做的功W2=5J | ||
C. | 整个系统产生的总热量Q=4.25J | D. | 拉力做的功W=9.25J |
查看答案和解析>>
科目:高中物理 来源: 题型:填空题
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com