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如图所示,一半径r = 0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传带相接,传送带的运行速度为v0=4m/s,长为L=1.25m , 滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管,EF段被弯成以O为圆心、半径R = 0.25m的一小段圆弧,管的D端弯成与水平传带C端平滑相接,O点位于地面,OF 连线竖直.一质量为M=0.2kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下,滑到传送带上后做匀加速运动,过后滑块被传送带送入管DEF,管内顶端F点放置一质量为m=0.1kg的物块b.已知a、b两物块均可视为质点,a、b横截面略小于管中空部分的横截面,重力加速度g取10m/s2.求:

(1)滑块a到达底端B时的速度vB; 

(2)滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力;

 (3)滑块a滑到F点时与b发生完全非弹性正碰,飞出后落地,求滑块a的落地点到O点的距离x(不计空气阻力)。

解析:(1)设滑块到达B点的速度为vB,由机械能守恒定律,有

  

 =2m/s

(2)滑块在传送带上做匀加速运动,受到传送带对它的滑动摩擦力,

由牛顿第二定律Mg =Ma  

滑块对地位移为L,末速度为vC,设滑块在传送带上一直加速

由速度位移关系式  

得vC=3m/s<4m/s,可知滑块与传送带未达共速

滑块从C至F,由机械能守恒定律,有

 

 

在F处由牛顿第二定律   

 得FN=1.2N   由牛顿第三定律得管上壁受压力为1.2N, 压力方向竖直向上

(3)由题意知碰后物块a、b共速,设速度为,碰撞过程由动量守恒得

        

        离开F点后物块a、b一起做平抛运动

         

       

         

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:

(2013?德州一模)如图所示,一半径R=1m的圆盘水平放置,在其边缘 E点固定一小桶(可视为质点).在圆盘直径 DE 的正上方平行放置一水平滑道 BC,滑道右端 C点 与圆盘圆心O在同一竖直线上,且竖直高度 h=1.25m.AB为一竖直面内的光滑四分之一圆弧轨道,半径r=0.45m,且与水平滑道相切与B点.一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从A点由静止释放,当滑块经过B点时,圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕通过圆心的竖直轴匀速转动,最终物块由C 点水平抛出,恰好落入圆盘边缘的小桶内.已知滑块与滑道 BC间的摩擦因数μ=0.2.(取g=10m/s2)求
(1)滑块到达B点时对轨道的压力
(2)水平滑道 BC的长度;
(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一半径R=0.2m的水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块.当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管(图中圆管未画出)进入轨道ABC.已知AB段为光滑的弧形轨道,A点离B点所在水平面的高度h=1.2m;BC斜面与AB轨道对接且倾角为37°,滑块与圆盘及BC斜面间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的机械能损失,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8
(1)当圆盘的角速度多大时,滑块从圆盘上滑落?
(2)求滑块到达B点时的机械能(取地面为零势能参考面).
(3)从滑块到达B点时起,经0.6s正好通过C点,求BC之间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一半径R=0.2m的水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块.当圆盘转动的角速度逐渐增大到某一数值时,滑块刚好从圆盘边缘处滑落,进入轨道ABC.已知AB段为光滑的圆弧形轨道,轨道半径r=2.5m,B点是圆弧形轨道与水平地面的相切点,A点与B点的高度差h=1.2m;倾斜轨道BC与圆轨道AB对接且倾角为37°,滑块与圆盘及BC轨道间的动摩擦因数均为μ=0.5,滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计滑块在A点和B点处的机械能损失,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.
(1)求滑块刚好从圆盘上滑落时,圆盘的角速度;
(2)求滑块到达弧形轨道的B点时对轨道的压力大小;
(3)滑块从到达B点时起,经0.6s正好通过C点,求BC之间的距离.

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示,一半径r=0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传带相接,传送带的运行速度为v0=4m/s,长为L=1.25m,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管,EF段被弯成以O为圆心、半径R=0.25m的一小段圆弧,管的D端弯成与水平传带C端平滑相接,O点位于地面,OF 连线竖直.一质量为M=0.1kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下,滑到传送带上后做匀加速运动,过后滑块被传送带送入管DEF,管内顶端F点放置一质量为m=0.1kg的物块b.已知a、b两物块均可视为质点,a、b横截面略小于管中空部分的横截面,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)滑块a到达底端B时的速度vB
(2)滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力;
(3)滑块a滑到F点时与b发生完全非弹性正碰,飞出后落地,求滑块a的落地点到O点的距离x(不计空气阻力)

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