如图所示,AB部分是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道BC相切.一质量为m=0.5kg的小物块,在水平力F的作用下静止于P点.已知PO与水平方向的夹角

发布时间:2020-08-07 19:39:16

如图所示,AB部分是竖直平面内的四分之一圆弧轨道,在下端B与水平直轨道BC相切.一质量为m=0.5kg的小物块,在水平力F的作用下静止于P点.已知PO与水平方向的夹角θ=30°,圆弧轨道的半径R=0.9m,圆弧轨道光滑,物块与水平轨道BC之间的滑动摩擦因数μ=0.4.重力加速度g=10m/s2.求:
(1)小物块静止于P点时水平力F的大小
(2)撤去水平力F,由P点无初速释放小物块,求小物块通过最低点B时轨道对小物块的支持力NB
(3)小物块在水平轨道上滑动的最大距离s.

网友回答

解:(1)物块在P点的受力如图.
据平衡条件可得:
(2)物块由P点运动至B点的过程中,机械能守恒,则有:
??
运动至B点时,据牛顿第二定律有:
??

(3)物块在水平轨道上滑行的过程,据动能定理有:
??

答:
(1)小物块静止于P点时水平力F的大小为5N.
(2)小物块通过最低点B时轨道对小物块的支持力NB是10N.
(3)小物块在水平轨道上滑动的最大距离s是m.
解析分析:(1)小物块在水平力F的作用下静止于P点,合力为零,分析物块的受力情况,作出受力图,由平衡条件求解F的大小;
(2)物块由P点运动至B点的过程中,轨道的支持力不做功,只有重力做功,机械能守恒,即可求出物块滑到B点时的速度大小.在B点,由重力和轨道的支持力的合力提供物块的向心力,根据牛顿第二定律求解NB;
(3)物块从B点向右滑行的过程中,滑动摩擦力做功.根据动能定理求解最大距离s.

点评:本题是平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒和动能定理的综合应用,要培养自己分析运动过程,选择物理规律的能力.
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