高考必考题突破讲座5 应用动力学观点和能量观点解决力学综合问题
1.(2017·河北衡水一模)如图所示,滑块质量为m,与水平地面间的动摩擦因数为0.1,它以v0=3的初速度由A圆弧BC,在C点正上方有一离C点高度也为R的旋转平台,沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q,P、Q位于同一直径上,旋转时两孔均能达到C点的正上方.若滑块滑过C点后穿过P孔,又恰能从Q孔落下,则平台转动的角速度ω应满足什么条件?点开始向B点滑行,AB=5R,并滑上光滑的半径为R的
解析:设滑块滑至B点时速度为vB,对滑块由A点到B点应用动能定理有
-μmgmv-mv5R=
解得v=8gR
滑块从B点开始,运动过程机械能守恒,设滑块到达P处时速度为vP,则
mv=mv+mg2R
解得vP=2
滑块穿过P=4孔后再回到平台的时间t=
要想实现题述过程,需满足ωt=(2n+1)π
ω=(n=0,1,2,…)