问题 计算题

如图所示,某物块(可看成质点)从A点沿竖直光滑的圆弧轨道,由静止开始滑下,圆弧轨道的半径,末端B点与水平传送带相切,物块由B点滑上粗糙的传送带。若传送带静止,物块滑到传送带的末端C点后做平抛运动,落到水平地面上的D点,已知C点到地面的高度H=5m,C点到D点的水平距离为,g=10m/s2。求:

(1)物块滑到B点时速度的大小;

(2)物块滑到C点时速度的大小;

(3)若传送带不静止,则物块最后的落地点可能不在D点。取传送带顺时针转动为正方向,试讨论物块落地点到C点的水平距离x与传送带匀速运动的速度v的关系,并作出x-v的图象。

       

答案

解:(1)从A到B,由动能定理得:mgR=1/2mv12,v1=m/s

(2)从C到D做平抛运动,竖直方向有:H=1/2gt2,t=1s

水平方向上有:x1=v2t,v2=1m/s

(3)若物体在传送带上一直加速,到C点时速度为v3,由运动学规律有:

v22-v12=-2as,v32-v12=-2as

v3=3m/s

讨论:(1)若传送带逆时针转动:x=x1=1m

(2)若传动带顺时针转动:

Ⅰ、当0<v≤1m/s时,x=x1=1m

Ⅱ、当1m/s<v≤3m/s时,x=vt=v

Ⅲ、当v>3m/s时,x=v2t=3m

图像如图所示

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