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
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gR
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.若滑块滑过C点后进入P孔,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?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=
m1 2
-v 2B
m1 2 v 20
解得:
=8gR v 2B
滑块从B点开始运动后机械能夺恒,设滑块到达P处时速度为vP,则:
m1 2
=v 2B
m1 2
+mg2Rv 2P
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…)g R
故平台转动的角速度ω应满足条件为ω=π(2n+1) 4
(n=0,1,2…).g R