(1)根据几何关系可知:小物块在C点速度大小为:vC=
=v0 cos53°
=5m/s,3 0.6
竖直分量:vCy=4 m/s
下落高度:h=
=vyc2 2g
=0.8m 16 20
(2)小物块由C到D的过程中,由动能定理得:
mgR(1-cos 53°)=
mvD2-1 2
mvC21 2
解得:vD=
m/s
29
小球在D点时由牛顿第二定律得:FN-mg=m
vD2 R
代入数据解得:FN=68N
由牛顿第三定律得FN′=FN=68N,方向竖直向下
(3)设小物块刚滑到木板左端达到共同速度,大小为v,小物块在木板上滑行的过程中,小物块与长木板的加速度大小分别为:
a1=μg=0.3×10=3m/s2,a2=
=μmg M
=1 m/s20.3×1×10 3
速度分别为:v=vD-a1t,v=a2t
对物块和木板系统,由能量守恒定律得:
μmgL=
mvD2-1 2
(m+M) v2 1 2
代入数据解得:L=3.625 m,即木板的长度至少是3.625 m
答:(1)AC两点的高度差为0.8m.
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为68N.
(3)木板的最小长度为3.625m.