如图所示,.块磁铁放在铁板ABC上的A处,其中AB长为1m,BC长为0.6m,BC与水平面夹角为37°,磁铁与铁板间的引力为磁铁重力的0.2倍,磁铁与铁板间的动摩擦因数μ=0.25,现给磁铁一个水平向左的初速度v0=4m/s不计磁铁经过B处转向的机械能损失.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8g取10m/s2)
(1)磁铁第一次到达B处的速度大小;
(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小;
(3)请通过计算判断磁铁最终能否再次回到到B点.
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(1)对磁铁在AB段进行受力分析如图所示,磁铁与铁板的引力为F=0.2mg,
根据动能定理得
-fx1=
mvB2-1 2
mv021 2
解得:vB=
m/s10
(2)对磁铁在BC段受力分析,有摩擦力f′=μ(mgcos37°+F).根据牛顿第二定律得
mgsin37°+f′=ma
代入解得a2=8.5m/s2.
(3)磁铁以初速vB沿斜面向上运动至速度为零时其经过的位移为
x=
=vB2 2a
=0.59<0.6,且mgsin37°>μ(mgcos37°+F),所以可以再次回到B点.10 17
答:(1)磁铁第一次到达B处的速度大小为
m/s;10
(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小为8.5m/s2.;
(3)能再次回到到B点.