Question

高一物理大题，解答过程

Answer 1

（1）由平抛运动规律小物块到达c点速度v1
v0/v1=cos53^0 v1=3m/s
由动能定理得
mgR(1-COS53^0)=1/2mv2^2-1/2mv1^2
v2=5m/s
由牛顿第二定律
N-mg=mv2^2/R N=22.5N
由N'=-N 压力大小 22.5N
（2）传送带足够长，小物块先向左运动减速到0，再向右加速到3m/s
减速 时间t1
0=v2+at1 a=-μg=-5m/s^2 t1=1s
位移x1=v2t1/2=2.5m
传送带位移 x1'=vt1=3m
相对位移 S1=x1+x1'=5.5m
加速时间t2
t2=v/a=0.6s
位移x2=vt1/2=0.9m
传送带位移 x2'=vt2=1.8m
相对位移 S2=x1'+x1=0.9m
Q=μmg(s1+s2)=32j

Answer 2

首先是平抛运动。
g*t/v0=tan53=sin53/cos53=0.8/0.6
t=0.24s
所以到C时动能为0.5*m*v0^2+m*g*(0.5*g*t^2)=0.5*m*(v0^2+g^2*t^2)=4.5J

然后是沿CD的圆周运动。
C比D高的高度：R*(1-cos53)=0.8m
所以到D时的动能为4.5+m*g*0.8=12.5J
速度vD=5m/s
向心力公式F向=m*v^2/R
在D点F向=弹力N-重力G，而轨道对物块的弹力大小等于物块对轨道的压力大小。
所以N-G=m*vD^2/R
N=22..5牛

摩擦力f=u*N=u*m*g=5N，a=5m/s^2
因为D点的速度大于传送带的速度，所以向左减速所需时间大于向右加速的时间，所以离开传送带时的速度就是v=3m/s
改变速度所经过的路程（注意不是位移）：L=(v^2+vD^2)/(2a)

所以产生的热量为f*L-0.5*m*v^2=12.5J
【减速的过程是把原来的动能转化为热，加速的过程就不是了】