题目内容

【题目】如图,AB为光滑斜面,BC为粗糙斜面,两斜面的倾角均为37°,且斜面底部B处平滑连接,质量为m2kg的物体从高为h1.25mA处由静止开始沿斜面下滑,运动到BC斜面上最终停止在C处。设物体与BC斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,物体与BC斜面的动摩擦因数为μ0.75sin37°0.6cos37°0.8,取g10m/s2。求:

1)物体在B处的速度大小vB

2)物体在BC斜面上的运动时间t

3)若BC斜面的倾角可在0~60°范围内变化,请分析并说明物体从A处释放后在BC斜面上可能的运动情况。

【答案】15m/s2s3)见解析;

【解析】1)物体沿AB斜面运动时的受力如图所示

因为只有重力做功,此过程中机械能守恒。

mghAmvB2

代入数据,得vB5m/s

2)物体在BC斜面上运动时的受力如图所示,

根据牛顿第二定律,mgsin37°μN2ma2

Nmgcos37°

数据代入上述两式,得a212m/s2

物体受恒力作用,做匀减速运动,

3)设BC斜面倾角为θ时,物体恰好静止,受力如图所示,

根据平衡条件,fmaxμmgcosθmgsinθtgθ0.75θ37°

θ≤37°时,fmaxmgsinθ物体在BC斜面上做匀减速运动,速度减为零后保持静止。

θ37°时,fmaxmgsinθ物体在BC斜面上做匀减速运动,速度减为零后沿BC斜面向下做匀加速运动,随后运动到AB斜面,此后反复在两斜面间运动若干次,最终静止在B点。

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