| 动能定理解决多过程问题 题目答案及解析

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必修2

第七章 机械能守恒定律

7.7 动能和动能定理

动能定理解决多过程问题

如图所示,光滑圆弧$AB$在竖直平面内,圆弧$B$处的切线水平$A$$B$两端的高度差为$0.2\;\rm m$$B$端高出水平地面$0.8\;\rm m$$O$点在$B$点的正下方。将一滑块从$A$端由静止释放,落在水平面上的$C$点处,($g=10\;\rm m/s^{2}$

$OC$的长;

[["

$0.8\\;\\rm m$

"]]

根据动能定理有$mgh_{1}=\dfrac{1}{2}mv_{B}^{2}-0$

$v_{B}=\sqrt{2gh_{1}}=2\;\rm \text{m/s}$

做平抛运动时有$h_{2}=\dfrac{1}{2}gt^{2}$$x=v_{B}t$

解得$x=0.8\;\rm m$

$B$端接一长为$1.0\;\rm m$的木板$MN$,滑块从$A$端释放后正好运动$N$端停止,求木板与滑块的动摩擦因数;

[["

$0.2$

"]]

滑块从$B$端运动到$N$端停止的过程有$- \mu mgL=0-\dfrac{1}{2}mv_{B}^{2}$

代入数据解得$\mu =0.2$

若将木板右端截去长为$\Delta L$的一段,滑块从$A$端释放后将滑离木板落在水平面上$P$点处,要使落地点距$O$点的距离最远,$\Delta L$应为多少。

[["

$0.16\\;\\rm m$

"]]

若将木板右端截去长为$\Delta L$的一段后,由动能定理有$- \mu mg(L-\Delta L)=\dfrac{1}{2}mv^{2}-\dfrac{1}{2}mv_{B}^{2}$

则落地点距$O$点的距离为$s=L-\Delta L+vt$

联立得$s=1+0.8\sqrt{\Delta L}-\Delta L$

根据数学知识知,当$\sqrt{\Delta L}=\dfrac{b}{- 2a}=\dfrac{0.8}{- 2 \times (-1)}=0.4$

$\Delta L=0.16\;\rm m$时,$s$最大,且$s_{\max}=1.16\;\rm m$

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