问题
问答题
如图所示,与水平地面夹角为锐角的斜面底端A向上有三个等间距点B、C和D,即AB=BC=CD.小滑块P以初速度vo从A出发,沿斜面向上运动,先设置斜面与滑块间处处无摩擦,则滑块到达D位置刚好停下,而后下滑.若设置斜面AB部分与滑块间处处有相同的摩擦,其余部位与滑块间仍无摩擦,则滑块上行到C位置刚好停下,而后下滑.
问:(1)滑块下滑到B位置时速度大小为多少?
(2)回到A端时速度大小为多?
答案
(1)设AB=BC=CD=x,斜面的倾角为θ;物体在第一种情况下运动到D,只有重力做功,得:
-mg•3xsinθ=0-
m1 2
①v 20
物体在第二种情况下运动到C,重力与摩擦力做功,得:
-mg•2xsinθ-f•x=0-
m1 2
②v 20
比较两式得:f=mgsinθ ③
C到B的过程中:mg•xsinθ=
mv2-0 ④1 2
联立①④得:v=
v03 3
(2)由于f=mgsinθ,滑块从B向A滑动的过程中,沿斜面的方向摩擦力与重力沿斜面向下的分量大小相等,方向相反,所以物体做匀速直线运动,速度保持不变.
答:(1)滑块下滑到B位置时速度大小为
v0;(2)回到A端时速度大小仍然是3 3
v0.3 3