• 如图所示,光滑轨道由三段连接而成,AB是与水平面成θ角的斜轨道,CD是竖直平面半径为R的半圆形轨道,BC是长为5 R的水平轨道。现有一可视为质点的滑块由斜轨道AB上某处滑下,沿轨道通过最高点D后水平抛出,恰好垂直撞到斜轨道AB上的E点,且速度大小为v,不计空气阻力,已知重力加速度为g。求:(题中所给字母θ、R、v、g均为已知量)(1)若滑块从D点直接落到水平轨道BC上,其下落时间t ;(2)按题中运动,滑块经过D、E处的速度大小之比;(3)斜轨道上E点到B点的距离;(4)设计轨道时为保证轨道的安全稳定性,要求通过圆形轨道最高点D时物体对D点轨道的压力不超过物体自重的3倍。若按此要求,为保证滑块运动全过程安全稳定地完成,求滑块平抛后落至水平轨道BC上的范围。试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      如图所示,光滑轨道由三段连接而成,AB是与水平面成θ角的斜轨道,CD是竖直平面半径为R的半圆形轨道,BC是长为5 R的水平轨道。现有一可视为质点的滑块由斜轨道AB上某处滑下,沿轨道通过最高点D后水平抛出,恰好垂直撞到斜轨道AB上的E点,且速度大小为v,不计空气阻力,已知重力加速度为g。求:(题中所给字母θ、R、v、g均为已知量)
      (1)若滑块从D点直接落到水平轨道BC上,其下落时间t ;
      (2)按题中运动,滑块经过D、E处的速度大小之比;
      (3)斜轨道上E点到B点的距离;

      (4)设计轨道时为保证轨道的安全稳定性,要求通过圆形轨道最高点D时物体对D点轨道的压力不超过物体自重的3倍。若按此要求,为保证滑块运动全过程安全稳定地完成,求滑块平抛后落至水平轨道BC上的范围。

      试题解答


      见解析
      (1)由竖直方向自由落体运动:即:(4分)

      (2)垂直撞到斜轨道上的E点,将速度v分解(如图):
      由三角函数关系:
      (3分)
      (3)如第(2)题中速度v分解图:
      (2分)
      ∴ 从最高点D到E的竖直高度:

      则:斜轨道上E到B的竖直高度为

      ∴ 斜轨道上E点到B点的距离位:
      (2分)

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