如图所示,倾角为θ的粗糙斜面底端固定一个垂直斜面的弹性挡板P.现使物块A从挡板处以v0=2m/s的初速度出发,沿斜面向上运动,经过1s到达最高点,然后下滑,经过2s又回到挡板处.假设物

问题描述:

如图所示,倾角为θ的粗糙斜面底端固定一个垂直斜面的弹性挡板P.现使物块A从挡板处以v0=2m/s的初速度出发,沿斜面向上运动,经过1s到达最高点,然后下滑,经过2s又回到挡板处.假设物块与挡板碰撞后能量不损失以原速率反弹.试求:

(1)物块上滑时加速度大小与下滑时加速度大小之比;
(2)物块第一次被挡板反弹后,再次滑回到斜面底端所需要的时间;
(3)物块从出发到最后停止运动所通过的总路程.

(1)滑块上升的过程中,末速度为0,其逆过程是初速度为0的匀加速直线运动,下降的过程we初速度为0的匀加速直线运动,由s=

1
2
at2得,
aat2t2=4:1
(2)由v2=2as得,v0v1
a
a
=2:1

第二次滑上与第一次滑上相比,由v=at得,t2:t1=v1:v0=2:1,同理第二次滑回与第一次滑回相比,t2:t1=2:1.
所以第一次被挡板反弹后,再次滑回到斜面底端所需要的时间为1.5s.
(3)a
v0
t
=2m/s2

根据a=gsinθ+μgcosθ
a=gsinθ-μgcosθ得,μgcosθ=
3
4

根据动能定理得,−μmgcosθ×s=0−
1
2
mv02

解得s
8
3
m

答:(1)物块上滑时加速度大小与下滑时加速度大小之比为4:1.
(2)物块第一次被挡板反弹后,再次滑回到斜面底端所需要的时间为1.5s.
(3)物块从出发到最后停止运动所通过的总路程为
8
3
m.