Question

2．如圖所示（俯視圖），水平桌面上水平固定放置一光滑的半圓形擋板BDC，其半徑為R=0.4m．一質(zhì)量為m=0.2kg的小物塊受水平拉力F=1.2N作用從A點(diǎn)由靜止開始向B點(diǎn)作直線運(yùn)動，當(dāng)進(jìn)入半圓形檔板BDC的B處瞬間撤去拉力F，小物塊沿檔板繼續(xù)運(yùn)動，并從c點(diǎn)離開，已知BC右側(cè)桌面光滑，左側(cè)桌面與小物塊間的動摩擦因數(shù)為μ=0.2，AB間距離L=2.0m，g=10m/s²．求
（1）小物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度大�。�
（2）小物塊運(yùn)動到D點(diǎn)時檔板對小物塊的彈力大�。�

Answer 1

分析 （1）在AB段由牛頓第二定律求出物體運(yùn)動的加速度，由運(yùn)動學(xué)公式求出到達(dá)B點(diǎn)的速度；
（2）軌道對物體的彈力提供向心力，求的擋板對物體的彈力；

解答 解：（1）A向B運(yùn)動過程中物塊做勻加速直線運(yùn)動，
由牛頓第二定律得：
F-μmg=ma
解得：a=$\frac{1.2-0.2×0.2×10}{0.2}=4m/{s}^{2}$
根據(jù)公式${{v}_{B}}^{2}=2aL$
解得：物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度${v}_{B}=\sqrt{2×4×2}=4m/s$；
（2）當(dāng)進(jìn)入半圓形檔板BDC的B處瞬間撤去拉力F，則物塊做勻速圓周運(yùn)動，
以小物塊為研究對象，軌道對物塊的彈力提供其圓周運(yùn)動的向心力，因此：
軌道對物塊的彈力大小${F}_{N}=m\frac{{v}^{2}}{R}$=$0.2×\frac{16}{0.4}=8N$．
答：（1）小物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時的速度大小為4m/s；（2）小物塊運(yùn)動到D點(diǎn)時檔板對小物塊的彈力大小為8N．

點(diǎn)評 本題主要考查了牛頓第二定律和圓周運(yùn)動的綜合，要掌握力學(xué)基本規(guī)律，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．