问题 计算题

(12分)如图,竖直放置的斜面AB的下端与光滑的圆弧轨道BCDB端相切,C为圆弧最低点,圆弧半径为R,圆心O与AD在同一水平面上,COB=30°。现有一个质量为m的小物体从A点无初速滑下,已知小物体与斜面间的动摩擦因数为m

求:(1)小物体在斜面上滑行的总路程;

(2)小物体通过C点时,对C点的最大压力和最小压力。

答案

(1)s=

(2)最大压力和最小压力3(1-µ)mg和

解:

(1)小物体最终将在以过圆心的半径两侧q范围内运动,由动能定理得

mgRcosq-mmgscosq="0                                   " (2分)

解得:s=                                         (1分)

(2)小物体第一次到达最低点时对C点的压力最大;

                                         (1分)

由动能定理得:                 (2分) 

解得:Nm=mg(3-2µcosqctgq)= 3(1-µ)mg             (2分)

当小物体最后在BCE(E在C点左侧与B等高)圆弧上运动时,通过C点时对轨道压力最小.

Nn-mg = m                        (1分)

mgR(1-cosq) =(2分)

解得:N n=" mg" (3-2cosq)=       (1分)

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