试题:
如图所示,高台的上面有一竖直的圆弧形光滑轨道,半径R=m,轨道端点B的切线水平。质量M="5" kg的金属滑块(可视为质点)由轨道顶端A由静止释放,离开B点后经时间t="1" s撞击在斜面上的P点。已知斜面的倾角=37o,斜面底端C与B点的水平距离x0="3" m。g取10 m/s2,sin37o =0.6,cos37o =0.8,不计空气阻力。

⑴求金属滑块M运动至B点时对轨道的压力大小
⑵若金属滑块M离开B点时,位于斜面底端C点、质量m="1" kg的另一滑块,在沿斜面向上的恒定拉力F作用下由静止开始向上加速运动,恰好在P点被M击中。已知滑块m与斜面间动摩擦因数0.25,求拉力F大小
⑶滑块m与滑块M碰撞时间忽略不计,碰后立即撤去拉力F,此时滑块m速度变为4 m/s,仍沿斜面向上运动,为了防止二次碰撞,迅速接住并移走反弹的滑块M,求滑块m此后在斜面上运动的时间
受力分析 2016-06-01

答案:

我来补答
(1)150N;(2)13N;(3)

试题分析:(1)M由A到B过场中,由机械能守恒定律可得:
 ① 解得:vB=5m/s
滑块在B点时,由牛顿定律   ②,解得N=150N
由牛顿第三定律可知,M在B点时对轨道的压力大小为150N ③
(2)M离开B后做平抛运动的水平位移 v=vBt=5m ④
由几何关系可得m的位移为:
设滑块m向上运动的加速度为a,由 ⑥可得a=5m/s2
由牛顿第二定律可得: ⑦
解得:F=13N ⑧
(3)撤去拉力后,滑块m沿斜面上滑过程的加速度
 ⑨
上滑时间  ⑩
上滑位移
滑块m沿斜面下滑过程的加速度
 ⑿
下滑过程   ⒀
由⑾⑿⒀得:
所以返回所用的时间为:
 
 
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