Question

【題目】如圖所示，甲、乙兩小球靜止在光滑水平面上，甲、乙的質(zhì)量分別是2kg和1kg，在強(qiáng)大的內(nèi)力作用下分離，分離時(shí)甲的速度v1=2m/s，乙小球沖上速度為v0=2m/s的水平傳送帶上（傳送帶速度保持不變），乙與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0．2，DEF是兩段平滑連接的光滑細(xì)圓管，其中D點(diǎn)與水平面相切，EF是半經(jīng)為R=0．1m,o為圓心的圓弧，乙小球的直經(jīng)比細(xì)管直經(jīng)略小點(diǎn)，乙小球離開傳送帶時(shí)與傳送帶速度相等，從D處進(jìn)入細(xì)管到達(dá)細(xì)管的最高點(diǎn)F水平飛出

求：

（1）乙小球沖上傳送帶時(shí)的速度大��；

（2）傳送帶的水平距離L應(yīng)滿足的條件；

（3）乙小球運(yùn)動(dòng)到細(xì)管的最高點(diǎn)F時(shí)對(duì)細(xì)管的作用力（要回答對(duì)細(xì)管上壁還是下壁的作用力）

Answer 1

【答案】（1）（2）（3）小球?qū)��?xì)管的上壁有向上的作用力，大小為10N

【解析】

試題分析：（1）甲、乙兩小球系統(tǒng)動(dòng)量守恒，得

（2）乙小球在傳送帶上做勻減速運(yùn)動(dòng)，，由

可知傳送帶水平距離應(yīng)滿足的條件是：

（3）小球由D到F過(guò)程中機(jī)械能守恒 ，得

乙小球在最高點(diǎn)F由牛頓第二定律 得F=10N

正值說(shuō)明是細(xì)管的上壁對(duì)小球有向下的壓力，由牛頓第三定律知，小球?qū)��?xì)管的上壁有向上的作用力，大小為10N