如图所示,是一次娱乐节目中的一个游戏装置示意图,装置中右端有一个光滑圆弧形轨道,高为h,半径为R,固定在水平地面上,轨道
1个回答

解题思路:(1)求出滑块到达圆弧低端时的速度,然后受力分析即可求出质量;

(2)求出滑块在水平面的加速度a,根据时间相等关系列式求解即可;

(3)根据能量守恒,滑板电动机消耗的电能等于运动员的动能.

(1)滑块沿圆弧面滑动过程:mgh=

1

2mv2

弧形轨道最低点:F−mg=m

v2

R

滑块的质量:m=

FR

(R+2h)g

(2)滑块在地面上运动时:v=at…①

a=

μmg

m=μg…②

滑板运动员在竖直方向:H=

1

2gt2…③

由①②③式得:μ=

h

H

(3)滑块在水平面上运动时:x1=

v

2t

滑板运动员在水平方向:x2=v0t

又x1+x2=x,得滑板平抛初速度v0=

x−

Hh

2H

g

滑板起动过程:W−μ0MgL=

1

2M

v20−0

滑板电动机至少要消耗多少电能:△E=W=μ0MgL+Mg

(x−

Hh)2

4H

答:(1)滑块的质量为

FR

(R+2h)g;

(2)滑块与地面间的动摩擦因数μ为

点评:

本题考点: 功能关系;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律.

考点点评: 此题考查平抛运动、圆周运动及匀变速直线运动的综合运用,并根据能量守恒便可求出电机所消耗的电能,难度适中.

相关问题