在竖直平面内固定一轨道ABCO,AB段水平放置,长为4m,BCO段弯曲且光滑;一质量为1.0kg、可视作质点的...
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问题详情:
在竖直平面内固定一轨道ABCO,AB段水平放置,长为4 m,BCO段弯曲且光滑;一质量为1.0 kg、可视作质点的圆环套在轨道上,圆环与轨道AB段之间的动摩擦因数为0.5。建立如图所示的直角坐标系,圆环在沿x轴正方向的恒力F作用下,从A(-7,2)点由静止开始运动,到达原点O时撤去恒力F,圆环从O(0,0)点水平飞出后经过D(6,3)点。重力加速度g取10 m/s2,不计空气阻力。求:
(1)圆环到达O点时的速度大小;
(2)恒力F的大小;
(3)圆环在AB段运动的时间。
【回答】
解析:(1)圆环从O到D过程中做平抛运动
x=v0t
y=gt2
读图得x=6 m,y=3 m
v0= m/s=7.75 m/s。
(2)圆环从A到O过程中,根据动能定理
FxAO-μmgxAB-mgy′=mv02
代入数据得F=10 N。
(3)圆环从A到B过程中,根据牛顿第二定律
F-μmg=ma
xAB=at2
代入数据得t= s=1.26 s。
*:(1)7.75 m/s (2)10 N (3)1.26 s
知识点:专题四 功和能
题型:计算题