如图所示,表面粗糙的斜面直轨道倾角为60°,两圆轨道光滑且半径均为R,与斜面直轨道相切连接,切点分别
如图所示,表面粗糙的斜面直轨道倾角为60°,两圆轨道光滑且半径均为R,与斜面直轨道相切连接,切点分别为B和C;BC间的距离为s=33R,圆O1轨道的最高点跟斜面的最高点在...
如图所示,表面粗糙的斜面直轨道倾角为60°,两圆轨道光滑且半径均为R,与斜面直轨道相切连接,切点分别为B和C;BC间的距离为s=33R,圆O1轨道的最高点跟斜面的最高点在同一水平线上,圆形轨道的出入口错开,今有一质量为m的小球自A以初速度v0沿斜面滑下,运动到B点后进入圆形轨道,恰好做完整的圆周运动,接着再沿斜面下滑进入另一圆形轨道运动,已知小球与斜面间动摩擦因数μ=33,重力加速度为g.求:(1)小球沿斜面下滑过程中加速度a的大小;(2)小球的初速度v0;(3)小球到达第二个圆轨道最高点时对轨道的压力.
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(1)选取小球为研究的对象,小球在斜面上受到重力、支持力与摩擦力:
FN=mgcos60°=
mg
ma=mgsin60°-μFN
代入数据得:a=
g
(2)如图,小球圆O1轨道的最高点M的临界速度为v1,则mg=
解得v1=
设AB之间的距离是X,则由几何关系得:X?sin60=R+Rsin30°
所以:X=
R
小球运动的过程中,只有摩擦力做功,得:?μFN?X=
m
?
m
v0=
(3)如图设小球在第二个圆轨道最高点N点速度为v 2,则MN之间的高度差:h=
?sin60°=3
FN=mgcos60°=
1 |
2 |
ma=mgsin60°-μFN
代入数据得:a=
| ||
3 |
(2)如图,小球圆O1轨道的最高点M的临界速度为v1,则mg=
m
| ||
R |
解得v1=
gR |
设AB之间的距离是X,则由几何关系得:X?sin60=R+Rsin30°
所以:X=
3 |
小球运动的过程中,只有摩擦力做功,得:?μFN?X=
1 |
2 |
v | 2 1 |
1 |
2 |
v | 2 0 |
v0=
|
(3)如图设小球在第二个圆轨道最高点N点速度为v 2,则MN之间的高度差:h=
. |
BC |