如图,一质量为m=10kg的物体,由1/4光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端后沿水平面向右滑动1m距离后...
问题详情:
如图,一质量为m=10kg的物体,由1/4光滑圆弧轨道上端从静止开始下滑,到达底端后沿水平面向右滑动1m距离后停止.已知轨道半径R=0.8m,g=10m/s2,求:
(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小
(2)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功
(3)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小
【回答】
(1) (2) (3)300N
【详解】
(1)物体在光滑圆弧轨道上下滑过程,根据动能定理,有:mgR=
解得:v==4m/s;
(2)根据动能定理-Wf=0-
Wf== ×10×42J=80J;
(3)在圆弧底端时,受重力和支持力,根据牛顿第二定律,有:FN−mg=m
解得:FN=mg+m=10×10+10×=300N,
根据牛顿第三定律,物体对轨道的压力大小为300N
答:(1)物体滑至圆弧底端时的速度大小4m/s
(2)物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功为80J;
(3)物体滑至圆弧底端时对轨道的压力大小300N
【点睛】
(1)物体在光滑圆弧轨道上下滑过程,只有重力做功,根据机械能守恒可求底端时的速度;
(2)根据动能定理列式求解物体沿水平面滑动过程中克服摩擦力做的功; (3)在圆弧底端时,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解.
知识点:向心力
题型:解答题
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