问题
计算题
如图所示,一质量为m的物块从倾角为60°的斜面上的A点由静止释放,下滑到B点时与挡板碰撞,碰撞后物块以碰前的速率反弹沿斜面向上滑动.若物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.1,AB=1.73 m.
(1)试分析物块最终停在何处;
(2)求物块在全过程中运动的路程.
答案
解:
(1)物块下滑过程中克服摩擦力做功,一部分机械能转化为内能,反弹后继续上升,上升过程中仍克服摩擦力做功,机械能继续减少,物块上升到最高点的高度小于下滑时的高度.之后,物块再下滑重复上一过程,但返回到最高点的高度继续减小,最终物块停在挡板处.
(2)在物块运动的全过程中,重力做功WG=mgsin60°(与路径无关).滑动摩擦力做的功等于物块受到的滑动摩擦力(Fμ=μmgcos60°)与运动路程的乘积,即W1=-μmglcos60°.物块由初态的静止到最终静止,动能的变化△Ek =0.
对物块运动的全过程运用动能定理得
mgsin60°-μmglcos60°=0.
所以物块在全过程中运动的路程