如图所示,一块小磁铁放在铁板ABC的A处,其中AB长x1=1m,BC长x2=0.5m,BC与水平面间的夹角为37°,小磁铁与铁板间的引力为磁铁重的0.2倍,小磁铁与铁板间的动摩擦因数μ=0.25,现在给小磁铁一

问题描述:

如图所示,一块小磁铁放在铁板ABC的A处,其中AB长x1=1m,BC长x2=0.5m,BC与水平面间的夹角为37°,小磁铁与铁板间的引力为磁铁重的0.2倍,小磁铁与铁板间的动摩擦因数μ=0.25,现在给小磁铁一个水平向左的初速度v0=4
m/s.小磁铁经过B处时速率不变(sin37°=0.6,cos37°=0.8),求:(g=10m/s)

(1)小磁铁第一次到达B处的速度大小;
(2)小磁铁在BC段向上运动时的加速度大小;
(3)请分析判断小磁铁能否第二次到达B处.

(1)对磁铁在AB段进行受力分析如图所示,磁铁与铁板的引力为F=0.2mg,
根据动能定理得
-fx1=

1
2
m
v 2B
-
1
2
m
v 20

代入数据解得vB
10
m/s

(2)对磁铁在BC段受力分析,有摩擦力f′=μ(mgcos37°+F).根据牛顿第二定律得
    mgsin37°+f′=ma
代入解得a2=8.5m/s2.    
(3)磁铁以初速vB沿斜面向上运动至速度为零时其经过的位移为
x=
v 2B
2a
=
10
17
m>0.5m

故磁铁会滑出BC面,不会第二次到达B处.  
答:
(1)小磁铁第一次到达B处的速度大小是
10
m/s

(2)小磁铁在BC段向上运动时的加速度大小j 8.5m/s2
(3)小磁铁不能第二次到达B处.