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如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点...

问题详情:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点,将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑,用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力FN,改变H的大小,可测出相应的FN的大小,FN随H的变化关系如图乙折线PQI所示(PQ与QI两直线相连接于Q点),QI反向延长交纵轴于F点(0,5.8 N),重力加速度g取10 m/s2,求: 

(1)小物块的质量m、圆轨道的半径R及轨道DC所对应的圆心角θ

(2)小物块与斜面AD间的动摩擦因数μ

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点...如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第2张

【回答】

(1) m=0如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第3张5 kg    R=1 m   θ=37°   (2)μ=0.3

【解析】(1)由图线知:当H1=0时,N1=5N

此时在最低点有:

N1=mg

解得:

m=0.5kg

由图线知:当H2=0.2m时,N2=7N,此时小物块恰好由D点下滑

根据机械能守恒得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第4张

在最低点,根据牛顿第二定律得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第5张

联立解得:

R=1m

由几何关系得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第6张

解得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第7张

(2)小球从高为H处的斜面上滑到最低点过程.根据动能定理有:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第8张

在最低点,根据牛顿第二定律得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第9张

联立解得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第10张

由图线知,截距为:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第11张

解得:

如图*所示,一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成,AD与DCE相切于D点,C为圆轨道的最低点... 第12张

知识点:生活中的圆周运动

题型:计算题

TAG标签:轨道 竖直 DCE 相切 ad #