2009年山东物理高考24题答案

24.(15分钟)如图所示，一个货场从高处向地面运送质量为m1=100 kg的货物(可视为质点)。为了避免货物与地面的碰撞，利用固定在地面上的光滑的四分之一圆轨道，使货物中间轨道的顶部无初速下滑，轨道半径r = 65438。在地面上的轨道旁放置两块相同的木板A和B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板的动摩擦系数为1，木板与地面的动摩擦系数为0.2。(最大静摩擦力等于滑动摩擦力，取g=10 m/s2)。

(1)求货物到达圆形轨道终点时轨道上的压力。

(2)如果货物滑到板4上，板不会移动，但是当货物滑到板B上时，板B会开始滑动。1是什么？需要满足的条件。

(3)如果1=0。5.求货物滑到A板末端的速度和它们在A板上移动的时间..

分析:

(1)设货物滑动到圆形轨道末端的速度为，根据货物滑动过程中机械能守恒定律得到，①，

设轨道末端货物所受支撑力的大小为，根据牛顿第二定律②，

将上述两个公式同时代入数据就是③，

根据牛顿第三定律，当货物到达圆形轨道末端时，轨道上的压力为3000N，方向为垂直向下。

(2)如果板在板A上滑动时不动，则通过受力分析得到。

④,

如果B板滑动，B板开始滑动，这是通过受力分析得到的。

⑤,

联立④ ⑤公式代入数据得到⑤。

(3)从公式6可以看出，当货物在木板A上滑动时，木板不动。设货物在木板A上减速时的加速度为，⑦从牛顿第二定律，

设货物滑到板A末端的速度为，由运动学公式得到⑧。

同时① ⑦ ⑧ ⑨将公式代入数据，

将A板上的运动时间设为t，从运动学公式中得到⑩，将同时出现的⑩⑩代入数据中。

机械能守恒定律，牛顿第二定律，运动学方程，受力分析