问题
问答题
如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v0=3
的初速度由A点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的1/4圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,旋转时两孔均能达到C点的正上方. 求:gR
(1)滑块刚到B 处的速度;
(2)滑块滑过C点,穿过小孔P时的速度;
(3)若滑块穿过P孔后,又恰能从Q孔落下,则平台转动的角速度ω应满足什么条件?

答案
(1)设滑块至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有:
-μmg5R=
mvB2-1 2
mv021 2
解得:vB2=8gR
vB=22gR
(2)滑块从B点开始运动后机构能守恒,设滑块到达P处时速度为vp,则:
mvB2=1 2
mvp2+mg2R1 2
解得:vp=2gR
(3)滑块穿过P孔后再回到平台的时间:t=
=42vp g R g
要想实现题述过程,需满足:ωt=(2n+1)π
以上两式联立得:ω=π(2n+1) 4
(n=0,1,2…) g R
答:(1)滑块刚到B处的速度2
.2gR
(2)滑块滑过C点,穿过小孔P时的速度vp=2
.gR
(3)若滑块穿过P孔后,又恰能从Q孔落下,则平台转动的角速度ω应满足ω=π(2n+1) 4
(n=0,1,2…).g R