
(22-23高一下·江苏南京·期末)如图所示,质量m1=2.0kg的木板AB静止在水平面上,木板的左侧有一个固定的半径R=0.60m的四分之一圆弧形轨道,轨道末端的切线水平,轨道与木板靠在一起,且末端高度与木板高度相同。现将质量m2=1.0kg可视为质点的小木块C,从圆弧形轨道顶端由静止释放,小木块C到达圆弧形轨道底端时的速度v0=3.0m/s。之后小木块C滑上木板AB并带动木板AB运动,当小木块C离开木板AB右端B时,木板AB的速度v1=0.5m/s,在小木块C在木板AB上滑行的过程中,小木块C与木板AB总共损失的动能△E=2.25J,小木块C与木板AB间的动摩擦因数μ=0.1,木板AB与地面间的摩擦及空气阻力可忽略不计。取g=10m/s2。 求
(1)小木块C运动到圆弧形轨道末端时所受支持力的大小;
(2)小木块C在圆弧形轨道上下滑过程中克服摩擦力所做的功;
(3)小木块C在木板AB上运动过程中,小木块C相对于地面的位移。
【答案】(1)F=25N;(2)克服摩擦力做功1.5J;(3)s2=2.5m
【详解】(1)小物块C滑到最低点时,由牛顿第二定律得
得N=25N
(2)对小物块C由动能定理得
得
(3)木板AB由牛顿第二定律得
得;
得
小木块C与木板AB总共损失的动能
小木块C相对于地面的位移
解得
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