问题
计算题
质量为m=1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点,随传送带运动到A点后水平抛出,小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从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,已知圆弧半径R=1.0m,圆弧对应圆心角θ=106°,轨道最低点为O,A点距水平面高h=0.8m,(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8 )试求:
(1)小物块离开A点的水平初速度v1。
(2)小物块经过O点时对轨道的压力大小。
(3)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3,传送带的速度为5m/s,则PA间的距离是多少?
答案
解:(1)由题意得B点速度方向与水平方向夹角为53°
由平抛规律得tan53°=,
=2gh,VBX=V1
解得V1==3m/s
(2)设小物体在O点速度为V,轨道对它的支持力为F
由动能定理(A-O段)得:Mg[h+R(1-cos53°)]=mV2-
mV12 ①
在O点时合外力提供向心力F-mg=m ②
由①、②得FN=43N
由牛顿第三定律,压力FN′=FN=43N
(3)由动能定理(P-A段)得mg·LPA=mV12-0
解得:LPA=1.5m