如圖所示，半徑R＝0.8 m的光滑1/4圓弧軌道固定在光滑水平上，軌道上方的A點有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1 kg的小物塊．小物塊由靜止開始下落后打在圓弧軌道上的B點但未反彈，在該瞬間碰撞過程中，小物塊沿半徑方向的分速度即刻減為零，而沿切線方向的分速度不變，此后小物塊將沿著圓弧軌道滑下．已知A點與軌道的圓心O的連線長也為R，且AO連線與水平方向的夾角為30°，C點為圓弧軌道的末端，緊靠C點有一質(zhì)量M＝3 kg的長木板，木板的上表面與圓弧軌道末端的切線相平，小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，g取10 m/s2．求：

(1)小物塊剛到達(dá)B點時的速度vB；

(2)小物塊沿圓弧軌道到達(dá)C點時對軌道壓力FC的大��；

(3)木板長度L至少為多大時小物塊才不會滑出長木板？

答案：
解析：

　　解：(1)由幾何關(guān)系可知，AB間的距離為R　　(1分)

　　小物塊從A到B做自由落體運動，根據(jù)運動學(xué)公式有　�、�(2分)

　　代入數(shù)據(jù)解得vB＝4 m/s，方向豎直向下　　(2分)

　　(2)設(shè)小物塊沿軌道切線方向的分速度為vBx，因OB連線與豎直方向的夾角為60°，故vBx＝vBsin60°　　②　　(2分)

　　從B到C，只有重力做功，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有

　　　�、邸　�(2分)

　　代入數(shù)據(jù)解得m/s　　(1分)

　　在C點，根據(jù)牛頓第二定律有　�、堋　�(2分)

　　代入數(shù)據(jù)解得N　　(1分)

　　再根據(jù)牛頓第三定律可知小物塊到達(dá)C點時對軌道的壓力FC＝35 N　　(1分)

　　(3)小物塊滑到長木板上后，它們組成的系統(tǒng)在相互作用過程中總動量守恒，減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．當(dāng)物塊相對木板靜止于木板最右端時，對應(yīng)著物塊不滑出的木板最小長度．根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律有

　　mvC＝(m＋M)v　　⑤　　(2分)

　　　�、蕖　�(2分)

　　聯(lián)立⑤、⑥式得　�、�

　　代入數(shù)據(jù)解得L＝2.5 m　　(2分)


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

（分）如圖所示，半徑R＝0.8m的光滑 圓弧軌道固定在光滑水平面上，軌道上方的A有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后打在圓弧軌道的B點，假設(shè)在該瞬間碰撞過程中，小物塊沿半徑方向的分速度立刻減為零，而沿切線方向的分速度不變，此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知A點與軌道圓心O的連線長也為R，且AO連線與水平方向夾角θ＝30°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，（g取10m/s2）。求：

（1）小物塊剛到達(dá)B點時的速度大小和方向

（2）要使小物塊不畫出長木板，木板長度L至少為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑R＝0.8m的光滑 圓弧軌道固定在光滑水平面上，軌道上方的A處有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后打在圓弧軌道的B點，在該瞬間碰撞過程中，設(shè)小物塊沿半徑方向的分速度立即減為零，而沿切線方向的分速度不變，此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知A點與軌道圓心O的連線長也為R，且AO連線與水平方向夾角θ＝30°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，（g取10m/s2）。求：

（1）小物塊剛到達(dá)B點時的速度大小和方向；

（2）要使小物塊不滑出長木板，木板長度L至少為多少？

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑R＝0.8m的光滑 圓弧軌道固定在光滑水平面上，軌道上方的A有一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量m＝1kg的小物塊，小物塊由靜止開始下落后打在圓弧軌道的B點，假設(shè)在該瞬間碰撞過程中，小物塊沿半徑方向的分速度立刻減為零，而沿切線方向的分速度不變，此后小物塊將沿圓弧軌道下滑，已知A點與軌道圓心O的連線長也為R，且AO連線與水平方向夾角θ＝30°，在軌道末端C點緊靠一質(zhì)量M＝3kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端的切線相平，小物塊與長木板間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，（g取10m/s2）。求：

（1）小物塊剛到達(dá)B點時的速度大小和方向

（2）要使小物塊不畫出長木板，木板長度L至少為多少？

 

 

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科目：高中物理 來源： 題型：

如圖所示，半徑R＝0.4 m的光滑半圓軌道與粗糙的水平面相切于A點，質(zhì)量為m＝1 kg的小物體(可視為質(zhì)點)在水平拉力F的作用下，從靜止開始由C點運動到A點，物體從A點進(jìn)入半圓軌道的同時撤去外力F，物體沿半圓軌道通過最高點B后做平拋運動，正好落在C點，已知xAC＝2 m，F＝15 N，g取10 m/s2，試求：

1.物體在B點時的速度大小以及此時半圓軌道對物體的彈力大��；

2.物體從C到A的過程中，摩擦力做的功．

 

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科目：高中物理 來源：2014屆廣東省湛江市高二下學(xué)期期末調(diào)研考試物理試卷（解析版） 題型：計算題

（14分）如圖所示，半徑R＝0.4 m的光滑半圓軌道與粗糙的水平面相切于A點，質(zhì)量為m＝1 kg的小物體(可視為質(zhì)點)在水平拉力F的作用下，從靜止開始由C點運動到A點，物體從A點進(jìn)入半圓軌道的同時撤去外力F，物體沿半圓軌道通過最高點B后做平拋運動，正好落在C點，已知xAC＝2 m，F(xiàn)＝15 N，g取10 m/s2，試求：

(1)物體在B點時的速度大小以及此時物體對軌道的彈力大��；

(2)物體從C到A的過程中，克服摩擦力做的功．

 

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