(2011?温州模拟)如图所示,在竖直平面内,粗糙的斜面轨道AB的下端与光滑的圆弧轨道BCD相切于B,C是最低

2025-05-15 21:26:13
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回答1:

(1)物体从E到C,由机械能守恒得:mg(h+R)=

1
2
mvc2;     ①
在C点,由牛顿第二定律得:FN-mg=m
v
R
  ②
联立①、②解得支持力 FN=12.4N         ③
(2)从E~D~C~B~A过程,由动能定理得
WG-Wf=0                           ④
WG=mg[(h+Rcos37°)-LABsin37°]⑤
Wf=μmgcos37°LAB                  ⑥
联立、④、⑤、⑥解得
斜面长度至少为:LAB=2.4m       ⑦
(3)因为,mgsin37°>μmgcos37°(或μ<tan37°)
所以,物体不会停在斜面上.物体最后以C为中心,B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动.
从E点开始直至稳定,系统因摩擦所产生的热量
Q=△EP                         ⑧
△EP=mg(h+Rcos37°)     ⑨
联立⑥、⑦解得Q=4.8J    ⑩
在运动过程中产生热量为4.8J.