综合题14.0分
物理

如图所示,光滑的水平导轨MN右端N处于水平传送带理想连接,传送带水平长度L=1.5m,传送带以恒定速度v=2m/s逆时针运动。传送带的右端平滑连接一个固定在竖直平面内半径为R的光滑半圆弧轨道BCD,BCD与半径为2R的圆弧轨道DE相切于轨道最高点D,其中R=0.45m。质量为m=0.2kg,且可视为质点的滑块置于水平导轨MN上,开始时滑块与墙壁之间有一压缩的轻弹簧,系统处于静止状态。现松开滑块,滑块脱离弹簧后滑上传送带,并冲上右侧的圆弧轨道,滑块恰能通过轨道其最高点D后,从E点飞出,已知滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3,取

求:



22.滑块到达D点时速度的大小;

23.滑块运动到B点时轨道对它的支持力

24.开始时轻弹簧的弹性势能

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

在最高点根据牛顿第二定律可得,解得

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

 

解析

滑块从B到D,根据机械能守恒可得,解得

在B点由牛顿第二定律,解得

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

滑块在传送带上运动的过程中,滑块做匀减速直线运动

解得

根据能量守恒定律

考查方向

本题考查了圆周运动,匀变速直线运动等知识点,在近几年的各省高考题出现的频率较高,常与牛顿运动定律,动能定理等知识点交汇命题。

解题思路

由向心力公式求物块在D点的速度。由动能定理求物块在B点的速度,由向心力公式求物块在B点受到的支持力。由能量守恒定律求弹簧的势能。

易错点

在算D点的速度时错用了,这里应注意到物块在D点前能贴着轨道,在D点之后也还是贴着轨道,所以在D点的速度要符合更高的要求