问题 问答题

如图所示,A1D是水平面,AC是倾角为45°的斜面,小物块从A点由静止释放沿ACD滑动,到达D点时速度刚好为零.将上述过程改作平抛运动,小明作了以下三次尝试,物块最终也能到达D点:第一次从A点以水平初速度v1向右抛出物块,其落点为斜面AC的中点B;第二次从A点以水平初速度v2向右抛出物块,其落点为斜面的底端C;第三次从A点以水平初速度v3向右抛出物块,其落点刚好为水平面上的D点.已知∠AA1C=90°,长度A1C=CD,物块与斜面、水平面之间的动摩擦因数均相同,经C点的速率不变.求

(1)物块与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)初速度之比v1:v2:v3

(3)物块落到B、C两点前瞬时速度vB、vC大小比值.

答案

(1)物块从A→C→D过程中,由动能定理得:

mgxACsin45°-μmgxACcos45°-μmgxCD=0,

解得:μ=

xACsin45°
xACcos45°+xCD
=0.5;

(2)A→B:x1=v1t1y1=

1
2
g
t21

A→C:x2=v2t2y2=

1
2
g
t22

A→D:2x2=v3t3

y2=

1
2
g
t23

tan45°=

y1
x1
=
y2
x2
,y2=2y1

所以

t1
t2
=
1
2
v1
v2
=
1
2

因t2=t3,所以

v2
v3
=
2
2
2

初速度之比v1:v2:v3=1:

2
:2
2

(3)物块在B点的速度大小:vB=

v21
+(gt1)2

在C点速度大小:vC=

v22
+(gt2)2
=
(
2
v1)2+(
2
gt1)
2

则两速度之比:

vB
vC
=
v21
+(gt1)2
(
2
v1)2+(
2
gt1)2
=
1
2

答:(1)物块与斜面间的动摩擦因数为0.5;

(2)初速度之比v1:v2:v3=1:

2
:2
2

(3)物块落到B、C两点前瞬时速度vB、vC大小比值为

1
2

问答题 简答题
单项选择题