问题
计算题
(12分)如图所示,倾角为370的粗糙斜面的底端有一个质量为1kg的凹形小滑块,与斜面间的动摩擦因数为0.25,现小滑块以某一初速度从斜面的底端上滑,同时在斜面底端正上方有一小球以水平抛出,经过t=0.4s,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中。(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8),g取10m/s2求:
(1)小球以水平抛出的
(2)小滑块的初速度
(3)0.4s前小滑块损失的机械能
答案
(1) 3m/s (2) 5.35m/s (3) 3J
题目分析:(1)据平抛运动规律可知小球与斜面垂直相碰时的竖直分速度为:
再据自由落体运动规律有:
则小球平抛运动的初速度为:
(2)凹槽向上运动过程中的加速度为:
凹槽向上做匀减速直线运动,据匀减速直线运动规律得:
而凹槽运动的位移与小球的水平位移间的关系为:
代入数据求得凹槽上滑的初速度为:
(3)0.4s前凹槽损失的机械能等于摩擦力做的功,即: