问题
计算题
如图所示,水平光滑地面上停放着一辆小车,左侧靠在竖直墙壁上,小车的四分之一圆弧轨道AB光滑,在最低点B与水平轨道BC相切,BC的长度L=2m,圆弧半径R=1m,整个轨道处于同一竖直平面内。可视为质点的物块从C点以8m/s初速度向左运动,物块与BC部分的动摩擦因数μ=0.7,已知物块质量为m=1kg,小车的质量M=3.5kg。(g=10m/s2)求:
(1)物块到达圆轨道最低点B时对轨道的压力,及离开B点上升的最大高度;
(2)物块滑回B点后再经多长时间离开小车,车运动的最大速度。
答案
解:(1)物块由C 到B 的过程对物块由动能定理得:
据牛顿第二定律:
由牛顿第三定律,N
由机械能守恒定律:
解得:m
(2)设物块滑回B点至轨道末端C处分离用时t
对滑块由牛顿第二定律
对小车有:
解得:s
分离时小车速度最大
解得:.33m/s