综合题14.0分
物理

16.如图所示,固定斜面AB、CD与竖直光滑圆弧BC相切于B、C点,两斜面的倾角θ=37°,圆弧BC半径R=2m.一质量m=1kg的小滑块(视为质点)从斜面AB上的P点由静止沿斜面下滑,经圆弧BC冲上斜面CD.已知P点与斜面底端B间的距离L1=6m,滑块与两斜面间的动摩擦因数均为μ=0.25,g=10m/s2.求:

(1)小滑块第1次经过圆弧最低点E时对圆弧轨道的压力;

(2)小滑块第1次滑上斜面CD时能够到达的最远点Q(图中未标出)距C点的距离

(3)小滑块从静止开始下滑到第n次到达B点的过程中在斜面AB上运动通过的总路程.

正确答案及相关解析

正确答案

(1)38N,方向竖直向下(2)(3)

解析

(1)小滑块由P运动到E点:,经E点:

解得:FN=38N

滑块对轨道的压力:FN′=FN=38N,方向竖直向下;

(2)设小滑块在斜面AB上依次下滑的距离分别为L1L2L3…,在斜面CD上依次上滑的距离分别为x1x2x3…,

小滑块由P运动到Q点:mg(L1﹣x1)sin37°﹣μmg(L1+x1)cos37°=0

解得

(3)同理可得:

考查方向

本题考查了动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常功能关系与等知识点交汇命题。

解题思路

(1)对从P运动到E点过程运用动能定理列式求解E点速度;然后在E点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解;

(2)根据动能定理列式求解即可;

(3)先找出物体在斜面上滑动位移间的规律,然后左右两侧讨论.

易错点

本题关键要多次根据动能定理列式求解,对于第三问,关键找出重复性规律,然后分两种情况讨论进行解答。