如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=3m⼀s的初速度水平抛出,到达C

2025-05-08 13:32:19
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(1)根据几何关系可知:小物块在C点速度大小为:vC=

v0
cos53°
=
3
0.6
=5m/s,
竖直分量:vCy=4 m/s 
下落高度:h=
vyc2
2g
16
20
=0.8m  
(2)小物块由C到D的过程中,由动能定理得:
mgR(1-cos 53°)=
1
2
mvD2
-
1
2
mvC2

解得:vD=
29
m/s
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
=
0.3×1×10
3
=1 m/s2
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=
1
2
mvD2-
1
2
(m+M) v2 
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.