解题思路:(1)本题首先要根据受力情况分析物块在传送带上的运动情况.物块从A点无初速度释放后,先受到向右的滑动摩擦力,向右做匀加速运动,根据牛顿第二定律求得加速度,由运动学公式求出物块的速度增大至与皮带相同时所用的时间和通过的位移,再判断速度相同后物块的运动情况,求出物块在皮带上后阶段运动的时间;物块从B到C做匀减速运动,根据动能定理求出到达C点的速度,由运动学公式求出BC段运动时间,即可求得总时间;
(2)由牛顿第二定律求的压力;
(3)通过动能定理判断出物体到达到D点的速度,从D点做平抛运动即可求得水平距离
(1)物块在传送带的加速度a=
μ1mg
m=4m/s2
物块加速到传送带速度v0的时间t1=
v0
a=2s
物块加速过程运动的位移x=
1
2
at21=8m<L=10m
所以物块先加速再做匀速运动,
物块运动到B点的时间t=t1+
L−x
v0=2.25s
(2)物块从B到C动能定理有
−μ1mgs=
1
2
mv2C−
1
2m
v20
由牛顿第二定律得:FN−mg=
mv2C
R
解得:FN=140N
由牛顿第三定律知,滑块对轨道C点的压力大小为F′N=140N,方向竖直向下
(3)设物块能通过圆轨道的最高点,且在最高点处的速度为vD,则有:
1
2
mv2C=
1
2
mv2D+mg•2R
解得:vD=6m/s
故能通过最高点,做平抛运动
有x=vDt
2R=
1
2gt2
解得:x=2.4m
答:(1)物体从A点运动到B点的时间t为2.25s
(2)物体进入圆轨道时对轨道的压力为140N
(3)物体能到达圆轨道的最高点D,物体离开D点后在平台上的落点到C点的距离为2.4m
点评:
本题考点: 动能定理;牛顿第二定律.
考点点评: 本题的难点是分析物块在传送带上运动情况,运用牛顿第二定律和运动学公式结合,通过计算进行分析.