问题 计算题

竖直平面内的轨道ABC由粗糙水平轨道AB与光滑的四分之一圆弧轨道BC平滑连接组成,轨道固定在水平面上。已知水平轨道AB长为2.4 m,一个质量为m=1.0kg的小物块(可视为质点)从轨道的A端以v0=6.0 m/s初速度冲上水平轨道AB,由CB弧滑下后停在水平轨道AB的中点。g取10m/s2,求:

(1)小物块与水平轨道的动摩擦因数是多大?

(2)小物块在水平轨道AB上的运动时间是多少?

(3)若小物块第二次经过B点时,对轨道压力是34 N,那么BC的半径R是多大?

答案

解:

(1)整个过程用动能定理:

解得:

(2)设运动时间为t,有

a=μg=5m/s2 解得:t=1.2 s;

(3)在B点根据牛顿第二定律及圆周运动规律得

联立解得R=0.50 m。

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