• (附加题)如图19所示,ABCDE为固定在竖直平面内的轨道,ABC为直轨道,AB光滑,BC粗糙,CDE为光滑圆弧轨道,轨道半径为R,直轨道与圆弧轨道相切于C点,其中圆心O与BE在同一水平面上,OD竖直,∠COD=θ,且θ<5°。现有一质量为m的小物体(可以看作质点)从斜面上的A点静止滑下,小物体与BC间的动摩擦因数为,现要使小物体第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动(重力加速度为g)。求:(1)小物体过D点时对轨道的压力大小。(2)直轨道AB部分的长度S。试题及答案-解答题-云返教育

    • 试题详情

      (附加题)如图19所示,ABCDE为固定在竖直平面内的轨道,ABC为直轨道,AB光滑,BC粗糙,CDE为光滑圆弧轨道,轨道半径为R,直轨道与圆弧轨道相切于C点,其中圆心O与BE在同一水平面上,OD竖直,∠COD=θ,且θ<5°。现有一质量为m的小物体(可以看作质点)从斜面上的A点静止滑下,小物体与BC间的动摩擦因数为,现要使小物体第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动(重力加速度为g)。求:
      (1)小物体过D点时对轨道的压力大小。
      (2)直轨道AB部分的长度S。

      试题解答


      见解析

      (1)要使物体第一次滑入圆弧轨道即恰好做简谐运动,则须下滑到C点速度为零即v
      c =" 0 " (1分)
      从C到D,由机械能守恒定律有: mgR(1-cosθ)=
      (2分)
      在D点,用向心力公式有: F – mg = m
      (2分)
      解以上二个方程可得: F=3mg - 2mgcosθ (1分)
      (2)从A到C,据动能定理有:
      mgsinθ(S +Rcotθ) - μmgcosθ·Rcotθ =" 0 " (2分)
      解方程得: S =(μcot
      θ-cotθ)R (2分)

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