一道高一物理机械能守恒定律应用题如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径R=0.40m的竖直光滑圆轨道.质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间
来源:学生作业学帮网 编辑:学帮网 时间:2024/06/04 01:43:42
一道高一物理机械能守恒定律应用题
如图所示,倾角θ=37°的斜面底端B平滑连接着半径R=0.40m的竖直光滑圆轨道.质量m=0.50kg的小物块,从距地面h=2.7m处沿斜面由静止开始下滑,小物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25,求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2).
(1)物块滑到斜面底端B时的速度大小.
(2)物块运动到圆轨道的最高点A时,对圆轨道的压力大小.
摩擦力f=µN=µmgcos37°,斜面长度L=h/sin37°,根据动量定理有:
mgh-µmgcos37°(h/sin37°)=1/2 m(Vb)²
化简并整理得
(Vb)² =2hg(1-µcos37°/sin37°)
=2×2.7×10(1-0.25×0.8/0.6)
=36
Vb=6m/s
物块从B到A,只有重力做功,机械能守恒:
1/2 m(Vb)² =mg(2R)+1/2 m(Va)²
化简并整理得
(Va)²=(Vb)²-4gR
= 36- 4×10×0.40
=20
在A处,物块受到的向心力为圆轨道对物块的压力N和重力之和:
N+mg=m(Va)²/R
N=m((Va)²/R-g)
=0.50(20/0.40-10)
=20牛
物块运动到圆轨道的最高点A时,物块对圆轨道的压力大小等于圆轨道对物块的压力为20牛.
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