藏闯王
幼苗
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(1)由题意可知,ABO为等边三角形,则AB间距离为R,小物块从A到B做自由落体运动,根据运动学公式有:
v B 2 =2gR…①
代入数据解得:v B =4.0m/s;方向竖直向下
(2)设小物块沿轨道切线方向的分速度为v B切 ,因OB连线与竖直方向的夹角为60°,故v B切 =v B sin60°…②
从B到C,只有重力做功,据机械能守恒定律有:
mgR(1-cos60°)+
1
2 mv B 2 =
1
2 Mv C 2 …③
在C点,根据牛顿第二定律有:F c ′-mg=m
v 2c
R …④
代入数据解得:F c ′=35N
据牛顿第三定律可知小物块可到达C点时对轨道的压力
F C =35N
(3)小物块滑到长木板上后,组成的系统在相互作用过程中总动量守恒,减少的机械能转化为内能,当小物块相对木板静止于木板最右端时,对应着物块不滑出的木板最小长度.根据动量守恒定律和能量守恒定律有:
mv c =(m+M)v…⑤
μmgL+
1
2 mv C 2 -
1
2 (m+M)v 2 …⑥
联立⑤、⑥式得:L=
M
v 2c
2μg(M+m)
代入数据解得:L=2.5m
答:(1)B的速度为4.0m/s;(2)小物块沿圆弧轨道到达C点时对轨道的压力F C 的为35N;(3)木板长度至少为2.5m.
1年前
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