问题
问答题
如图所示,滑块质量为m,受一大小为3m
水平冲量后,沿动摩擦因数为0.1的水平地面滑行5R,并冲上一半径为R的光滑Rg
圆弧,在圆弧边沿正上方R高处有一旋转圆形平台,平台上沿直径方向开有两个离转轴等距离的小孔P、Q小孔正好与圆弧边沿在同一竖直线上,若滑块离开圆弧后能穿过P孔,又恰能从Q孔落下,则平台转动角速度应满足什么条件?1 4

答案
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
滑块从B点开始运动后机械能守恒,设滑块到达P处时速度为vP,则:
mvB2=1 2
mvP2+mg•2R1 2
解得:vP=2gR
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
ω=π(2n+1) 4
(n=0,1,2…)R g
故平台转动的角速度ω应满足条件为ω=ω=π(2n+1) 4
(n=0,1,2…)R g