如图所示,一小物块从倾角θ=37°的斜面上的A点由静止开始滑下,最后停在水平面上的C点.已知小物块的质量m=0.10kg,小物体与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25,A点到斜面底部B点的

问题描述:

如图所示,一小物块从倾角θ=37°的斜面上的A点由静止开始滑下,最后停在水平面上的C点.已知小物块的质量m=0.10kg,小物体与斜面和水平面间的动摩擦因数均为μ=0.25,A点到斜面底部B点的距离L=0.50m,斜面与水平面平滑连接,小物块滑过斜面与水平面连接处时无机械能损失.求:

(1)小物块在斜面上运动时的加速度大小;
(2)BC间的距离;
(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为多大?(G=10m/s2

(1)小物块受到斜面的摩擦力:f1=μN1=μmgcosθ
在平行斜面方向由牛顿第二定律有:mgsinθ-f1=ma
解得:a=gsinθ-μgcosθ=10×(0.6-0.25×0.8)=4.0m/s2
(2)小物块由A运动到B,根据运动学公式有:

v 2B
v 2A
=2aL
解得:vB=
2aL
=
2×4×
1
2
=2.0m/s
小物块由B运动到C的过程中所受摩擦力为:
f2=μmg
根据动能定理对小物块由B到C的过程有:
-f2sBC=0-
1
2
m
v 2B

代入数据解得:sBC=0.80m
(3)设小物块在C点以初速度vC运动时,恰好回到A点,由动能定理得:
-mgLsingθ-f1L-f2sBC=0-
1
2
m
v 2C

代入数据解得:vc=2
3
m/s=3.5m/s
答:(1)小物块在斜面上运动时的加速度是4.0m/s2
(2)BC间的距离为0.8m.
(3)若在C点给小物块一水平初速度使小物块恰能回到A点,此初速度为3.5m/s.