问题
计算题
(8分)如图所示,倾角θ=37°的光滑斜面固定在地面上,斜面的长度L=3.0m。质量m=0.10kg的滑块(可视为质点)从斜面顶端由静止滑下。已知sin37°=0.60,cos37°=0.80,空气阻力可忽略不计,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)滑块滑到斜面底端时速度的大小;
(2)滑块滑到斜面底端时重力对物体做功的瞬时功率大小;
(3)在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小。
答案
(1)v=6.0m/s(2)P=3.6W(3)t=1.0s
题目分析:(1)设滑块滑到斜面底端时的速度为v
依据机械能守恒定律有
解得v=6.0m/s (2分)
(2)滑块滑到斜面底端时速度在竖直方向上的分量vy=vsinθ
解得 vy=3.6m/s
重力对物体做功的瞬时功率P=mgvy
解得P=3.6W (3分)
(3)设滑块下滑过程的时间为t,由运动学公式,
由牛顿第二定律mgsinθ=ma
解得t="1.0s"
在整个下滑过程中重力对滑块的冲量大小IG=mgt
解得 IG=1.0N·s (3分)