问题 问答题

如图,ABCD为一竖直平面的轨道,其中BC水平,A点比BC高出10米,BC长1米,AB和CD轨道光滑.一质量为1千克的物体,从A点以4米/秒的速度开始运动,经过BC后滑到高出C点10.3m的D点速度为零.求:(g=10m/s2

(1)物体与BC轨道的滑动摩擦系数.

(2)物体第5次经过B点时的速度.(结果用根式表示)

(3)物体最后停止的位置(距B点).

答案

(1)分析从A到D过程,由动能定理得

-mg(h-H)-μmgSBC=0-

1
2
m
v21

         解得μ=0.5

(2)物体第5次经过B点时,物体在BC上滑动了4次,由动能定理得

mgH-μmg4SBC=

1
2
mv22
-
1
2
mv21

        解得v2=4

11
m/s

(3)分析整个过程,由动能定理得

mgH-μmgs=0-

1
2
mv21

     解得s=21.6m

所以物体在轨道上来回了10次后,还有1.6m,故离B的距离为2m-1.6m=0.4m

答:(1)物体与BC轨道的滑动摩擦系数是0.5.

(2)物体第5次经过B点时的速度是4

11
m/s

(3)物体最后停止的位置离B的距离为0.4m

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