分析 (1)滑塊在傳送帶上先加速后勻速,根據(jù)牛頓第二定律求加速度,然后根據(jù)運動學公式求加速時間和位移,再求勻速時間,得到總時間;
(2)先對從B到C過程根據(jù)機械能守恒定律求出C點速度,再根據(jù)重力和軌道作用力的合力提供向心力,列方程求出軌道的作用力,再得到滑塊對軌道的作用力;
(3)滑塊從B到D的過程中由動能定理列式求滑塊經(jīng)過D點的速度.根據(jù)滑塊垂直撞在傾角θ=45°的斜面上P點,由速度的分解求出豎直分豎直速度,再求h.
解答 解:(1)在傳送帶上加速運動時,由牛頓第二定律得:μmg=ma,
得:a=μg=0.3×10m/s2=3m/s2
加速到與傳送帶達到共速所需要的時間為:t1=v0a=63=2s
前2s內(nèi)的位移為:x1=12at21=12×3×22m=6m
之后滑塊做勻速運動的位移為:x2=L-x1=6m
所用的時間為:t2=x2v0=66s=1s
故滑塊從傳送帶A 端運動到B 端所需要的時間:t=t1+t2=3s
(2)滑塊由B到C的過程中動能定理得:
-mgH=12mv2C-12mv20
在C點,軌道對滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運動提供向心力,設(shè)軌道對滑塊的彈力方向豎直向下,由牛頓第二定律得:
FN+mg=mv2CR
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得:FN=mv20R-mg(2HR+1)=90N,方向豎直向下
由牛頓第三定律得,滑塊對軌道的壓力大小 90N,方向豎直向上.
(3)滑塊從B到D的過程中由動能定理得:
-mg(H-2R)=12mv2D-12mv20
在P點豎直分速度為:vy=\frac{{v}_{D}}{tan45°},又h=\frac{{v}_{y}^{2}}{2g},
代入數(shù)據(jù)解得:h=1.4m
答:(1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間為3s;
(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小為90N和方向豎直向上.
(3)P、D 兩點間的豎直高度 h是1.4m.
點評 本題中物體在傳送帶上先加速后勻速運動,根據(jù)牛頓第二定律和運動學公式聯(lián)立確定運動情況,滑塊在細管中運動時機械能守恒,可以求出各個時刻的速度,最后結(jié)合平拋運動的規(guī)律解答.
科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | \frac{3F}{16} | B. | \frac{3F}{32} | C. | 0 | D. | \frac{3F}{64} |
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 減少50W | B. | 減少1200W | C. | 減少7.68×105W | D. | 減小78.13W |
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