问题 计算题

(14分)如图所示,倾角为θ的粗糙斜面的底端有一凹形小滑块,在底端竖直线上离底端高度为H处有一个小球,小球以一定的水平速度v0抛出。

(1)要使小球垂直打在斜面上,试推导小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系。

(2)若斜面倾角θ=37°,凹形小滑块的质量m=1kg,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25。现小滑块以某一初速度从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方的小球以初速度3m/s水平抛出,经过一段时间,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中。求小滑块运动的时间和小滑块的动能变化量。(已知sin37°=0.6, cos37°=0.8, g取10m/s2

答案

(1)(2)0.4s,

题目分析:(1)小球做平抛运动

 (1)

     (2)

小球下落的高度   (3)

小球的水平位移      (4)

小球的落点到斜面底端的竖直高度 (5)

(1)(2)(3)(4)(5)联立可得,小球抛出点到斜面底端的竖直高度 

(2)小滑块运动的时间与小球的时间相同

滑块运动的位移    

滑块受到的合外力  

根据动能定理可得滑块的动能变化量为  

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