一個(gè)平板小車(chē)置于光滑水平面上,其右端恰好和一個(gè)光滑圓弧軌道AB的底端等高對(duì)接,如圖所示。已知小車(chē)質(zhì)量M=3.0kg,長(zhǎng)L=2.06m,圓弧軌道半徑R=0.8m,F(xiàn)將一質(zhì)量m=1.0kg的小滑塊,由軌道頂端A點(diǎn)無(wú)初速釋放,滑塊滑到B端后沖上小車(chē);瑝K與小車(chē)上表面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。(取g=10m/s2)試求:

(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道對(duì)它支持力的大。

(2)小車(chē)運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí),車(chē)右端距軌道B端的距離;

(3)滑塊與車(chē)面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能。

 

(1)30N  (2)1m   (3)6J

解析:(1)滑塊從A端下滑到B端,由動(dòng)能定理得       (1分)

在B點(diǎn)由牛頓第二定律得      (2分)

解得軌道對(duì)滑塊的支持力   N   (1分)

(2)滑塊滑上小車(chē)后,由牛頓第二定律

對(duì)滑塊:,得m/s2  (1分)

對(duì)小車(chē):,得m/s2  (1分)

設(shè)經(jīng)時(shí)間t后兩者達(dá)到共同速度,則有      (1分)

解得  s   (1分)

由于s<1.5s,故1s后小車(chē)和滑塊一起勻速運(yùn)動(dòng),速度v=1 m/s   (1分)

因此,1.5s時(shí)小車(chē)右端距軌道B端的距離為 m   (1分)

(3)滑塊相對(duì)小車(chē)滑動(dòng)的距離為  m  (2分)

所以產(chǎn)生的內(nèi)能 J   (1分)

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
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試求:
(1)滑塊到達(dá)底端B時(shí),對(duì)軌道的壓力大。
(2)通過(guò)計(jì)算判斷滑塊是否能滑離小車(chē)?若能滑離,求滑離時(shí)小車(chē)的速度;若不能滑離,求最終滑塊相對(duì)小車(chē)的滑行距離.

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(1)滑塊到達(dá)B端,軌道對(duì)它支持力的大;
(2)小車(chē)運(yùn)動(dòng)1.5s時(shí),車(chē)右端距軌道B端的距離;
(3)滑塊與車(chē)面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能.

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(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),速度為多少?對(duì)軌道的壓力多大?
(2)經(jīng)多長(zhǎng)的時(shí)間物塊與小車(chē)相對(duì)靜止?
(3)小車(chē)運(yùn)動(dòng)2s時(shí),小車(chē)右端距軌道B端的距離;
(4)系統(tǒng)在整個(gè)過(guò)程中增加的內(nèi)能.

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(1)滑塊到達(dá)B端時(shí),軌道對(duì)它支持力的大小
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