问题 填空题

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.

答案

(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=

1
2
mvB2-
1
2
mv02

解得:vB=

10
m/s

(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
=
10
17
=0.59<0.6,且mgsin37°>μ(mgcos37°+F),所以可以再次回到B点.

答:(1)磁铁第一次到达B处的速度大小为

10
m/s;

(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.

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