问题 问答题

一可看作质点滑块从一平台右端以某一速度水平抛出,恰好到右下方倾角为θ=300的斜面顶端时速度沿斜面方向并沿斜面运动到斜面底端.已知平台到斜面顶端的竖直高度h=1.25m,斜面与滑块之间的摩擦因数为μ=

3
5
,斜面顶端底端的竖直高度H=100m,g=10m/s2求:

(1)滑块水平抛出的初速度大小v0

(2)滑块从抛出到斜面底端的时间t.

答案

(1)设从抛出到达斜面顶端的时间为t1,此时竖直方向的速度为vy,则由运动学公式得:

1
2
g
t21
=h,vy=gt1

解得:t1=0.5s,vy=5m/s

因为达到斜面顶端的速度方向沿斜面向下,所以有:

tanθ=

vy
v0

解得:v0=

vy
tanθ
=
5
3
3
m/s=5
3
m/s

(2)设达到斜面顶端速度为v′,从斜面顶端到斜面底端的加速度为a,时间为t2

则 v′=

vy
sin30°
=2vy=10m/s

根据牛顿第二定律得:mgsinθ-μmgcosθ=ma,

则得 a=g(sinθ-μcosθ)=10×(sin30°-

3
5
×cos30°)=2m/s2

由v′t2+

1
2
a
t22
=
H
sinθ
得:

10t2+

1
2
×2×
t22
=
100
sin30°

解得:t2=10s,t2=-20s(舍去)

所以总时间t=t1+t2=0.5s+10s=10.5s

答:

(1)滑块水平抛出的初速度大小v0为5

3
m/s.

(2)滑块从抛出到斜面底端的时间t为10.5s.

单项选择题
单项选择题