一道高考物理题2

来源：百度知道 编辑：UC知道 时间：2024/05/24 14:52:43
24. （15分）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”，四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切。弹射装置将一个小物体（可视为质点）以v=5m/s的水平初速度由a点弹出，从b 点进入轨道，依次经过“8002 ”后从p 点水平抛出。小物体与地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3 ，不计其它机械能损失。已知ab段长L=1 . 5m，数字“0”的半径R=0.2m，小物体质量m=0 .0lkg ，g=10m/s2 。求：
( l )小物体从p 点抛出后的水平射程。
( 2 )小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向。
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首先进行受力分析，物体从a到b摩擦力做负功W1=μmgL=0.3*0.01*10*1.5=0.045J
物体进入轨道，重力做负功，W2=mg2R
所以由动能定理可知：△Ek=W1+W2
解得末速度=2√2
又因为2R=二分之一gt²
水平位移x=vt
所以x=0.8
2）mv²/R=F+mg
v=2√2，所以F=0.3方向竖直向下

】(1)设小物体运动到P点时的速度大小为v，对小物体由a运动到P过程应用动能定理得

　　－μmgL－2Rmg＝1/2mv2－1/2mv①

　　小物体自P点做平抛运动，设运动时间为t，水平射程为s，则

　　2R＝1/2gt2②

　　s＝vt③

　　联立①②③式，代入数据解得s＝0.8 m④

　　(2)设在数字“0”的最高点时管道对小物体的作用力大小为F，取竖直向下为正方向F＋mg＝mv*v/R⑤

　　联立①⑤式，代入数据解得F＝0.3 N⑥

　　方向竖直向下。