题目内容

质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块,从光滑斜面上高h0=0.6m的A点由静止开始自由滑下。已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接。长为x0=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3,C点右侧有3级台阶(台阶编号如图所示),D点右侧是足够长的水平面。每级台阶的高度均为h=0.2m,宽均为L=0.4m。(设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起)。

(1)求滑块经过B点时的速度vB

(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t;

(3)(辨析题)某同学是这样求滑块离开C点后,落点P与C点在水平方向距离x的:

滑块离开C点后做平抛运动,下落高度H=4h=0.8m,在求出滑块经过C点速度的基础上,根据平抛运动知识即可求出水平位移x。

你认为该同学解法是否正确?如果正确,请解出结果。如果不正确,请说明理由,并用正确的方法求出结果。

 

(1);(2)0.155s;(3)见解析

解析:(12分)(1)斜面AB上下滑,机械能守恒:,    (2分)                              (1分)

(2)动能定理:,                          (1分)

                 (1分)

牛顿定律: ,                  (1分)

                                       (1分)

(3)不正确,因为滑块可能落到某一个台阶上。正确解法:              (1分)

假定无台阶,滑块直接落在地上,s=0.4s,水平位移,恰好等于3L(也就是恰好落在图中的D点),因此滑块会撞到台阶上。       (1分)

当滑块下落高度为2h时,s=0.283s,水平位移,大于2L,所以也不会撞到第①、②台阶上,而只能落在第③级台阶上。         (1分)

则有,                                    (1分)

xPC                           (1分)

 

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