问题 问答题

如图所示,一高度为h=0.8m粗糙的水平面在B点处与一倾角为θ=30°光滑的斜面BC连接,一小滑块从水平面上的A点以v0=3m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动.运动到B点时小滑块恰能沿光滑斜面下滑.已知AB间的距离s=5m,求:

(1)小滑块与水平面间的动摩擦因数;

(2)小滑块从A点运动到地面所需的时间;

(3)若小滑块从水平面上的A点以v1=5m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动,运动到B点时小滑块将做什么运动?并求出小滑块从A点运动到地面所需的时间.(取g=10m/s2).

答案

(1)小滑块运动到B点时速度恰为零,设小滑块在水平面上运动的加速度大小为a,

据牛顿第二定律可得       μmg=ma        ①

由运动学公式得-v02=-2as②

   解得  μ=0.09③

故小滑块与水平面间的动摩擦因数为0.09.

(2)小滑块运动到B点      t1=

v0
μg
=3.3s      ④

在斜面上运动的加速度a=gsinθ,

运动的时间 t2=

2h
gsin2θ
=0.8s⑤

小滑块从A点运动到地面所需的时间为     t=t1+t2=4.1s         ⑥

故小滑块从A点运动到地面所需的时间为4.1s.

(3)若小滑块从水平面上的A点以v1=5m/s的速度在粗糙的水平面上向右运动,运动到B点时的速度为,

由vB2-v12=-2as得vB=

v12-2as
=4m/s       

小滑块将做平抛运动.  

假设小滑块不会落到斜面上,则经过t3=

2h
g
=0.4s,由于水平运动的位移x=vBt3=1.67m>
h
tan30°
=1.36m

所以假设正确.         

小滑块从A点运动到地面所需的时间为t=t3+

2s
v1+vB
=1.5s        ⑨

故小滑块从A点运动到地面所需的时间为1.5s.

选择题
解答题