问题 问答题

如图所示,有一倾角为30°的光滑斜面,斜面长l为10m,一小球从斜面顶端以10m/s的速度沿水平方向抛出,求:

(1)小球沿斜面滑到底端的时间t和水平位移S;

(2)小球到达斜面底端时的速度大小.(g取10m/s2).

答案

(1)在斜面上小球沿v0方向做匀速运动,

垂直v0方向做初速度为零的匀加速运动.

由牛顿第二定律得:ma=mgsin30°,

小球的加速度a=gsin30°=5m/s2

沿v0方向位移s=v0t,

垂直v0方向:l=

1
2
at2

解得,运动时间:t=

2l
gsin300
=
2×10
10×0.5
s=2s,

水平位移:s=v0

2l 
gsin300
=10
2×10
10×0.5
m=20m;

(2)设小球运动到斜面底端时的速度为v,

由动能定理得:mglsin300=

1
2
mv2-
1
2
m
v20

小球到达斜面底端时的速度v=

v20
+gh
=
102+10×10
m/s=14.1m/s.

答:(1)小球沿斜面滑到底端的时间为2s,水平位移为20m.

(2)小球到达斜面底端时的速度大小为14.1m/s.

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