问题 计算题

如图所示,物体在离斜面底端4 m处由静止滑下,若动摩擦因数均为0.5,斜面倾角为37°,斜面与平面间由一小段圆弧连接,求物体能在水平面上滑行多远。

答案

解:物体在斜面上受重力mg、支持力N1、摩擦力f1的作用,沿斜面加速下滑(因μ=0.5<tanθ=0.75),到水平面后,在摩擦力f2作用下做减速运动,直至停止

对物体在斜面上时进行受力分析,如图甲所示

下滑阶段:N1mgcos37°

f1=μN1=μmgcos37°

由动能定理得:mgsin37°l1-μmgcos37°l1mv12-0 ①

在水平运动过程中受力分析如图乙所示

f2=μN2=μmg

由动能定理得-μmgl2=0-mv12 

由①②式可得l2l1×4 m=1.6 m

法二:对物体受力分析同上

物体运动的全过程中,初、末状态速度均为零,对全过程应用动能定理

mgsin37°l1-μmgcos37°l1-μmgl2=0

l2l1=×4 m=1.6 m

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