问题 问答题

如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的小滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速度释放.设平板与斜面、滑块与斜面间的动摩擦力因数均为μ=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2

答案

对薄板,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,故滑块在薄板上滑动时,薄板静止不动.

对滑块:在薄板上滑行时加速度a1=gsin37°=6m/s2

到达B点时速度v=

2a1L
=6m/s

用时t1=

v
a
=1s

滑块由B至C时的加速度a2=gsin37°-μgcos37°=2m/s2

设滑块由B至C所用时间为t2

则LBC=vt+

1
2
a2t22

代入解得t2=1s

对薄板,滑块滑离后才开始运动,加速度a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,滑至C端所用时间为t',

LBC=

1
2
at2,解得t′=
7
s

滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为△t=t′-t2=(

7
-1)s=1.65s

答:滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t为1.65s.

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