(13分)如图所示,传送带以一定速度沿水平方向匀速运动,将质量m=1.0kg的小物块轻轻放在传送带上的P点,物块运动到A点后被水平抛出,小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从B点进入竖直光滑圆弧轨道下滑.B、C为圆弧的两端点,其连线水平,轨道最低点为O,已知圆弧对应圆心角θ=106°,圆弧半径R=1.0m,A点距水平面的高度h=0.8m,小物块离开C点后恰好能无碰撞地沿固定斜面向上滑动,经过 0.8s小物块经过D点,已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ=.(取sin53°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小物块离开A点时的水平速度大小;
(2)小物块经过O点时,轨道对它的支持力大小;
(3)斜面上C、D间的距离.
(1) vA=3m/s (2) FN=43N (3) 0.98m.
题目分析:(1)对于小物块,由A到B做平抛运动,在竖直方向上有=2gh①
在B点时有tan=
②
由①②解得vA=3m/s
(2)小物块在B点的速度为vB==5m/s
由B到O由动能定理(或机械能守恒定律)得
mgR(1-sin37°)=m
-
m
由牛顿第二定律得FN-mg=m
解得FN=43N
(3)物块沿斜面上滑时,有mgsin53°+μmgcos53°=ma1
vC=vB=5m/s
小物块由C上升到最高点的时间为t1==0.5s
则小物块由斜面最高点回到D点历时
t2=0.8s-0.5s=0.3s
小物块沿斜面下滑时,由牛顿第二定律得
mgsin53°-μmgcos53°=ma2
C、D间的距离为xCD=t1-
a2
=0.98m.