题目内容

如图所示是游乐场中供小孩玩耍的滑梯简化图,斜面AC长10米,与水平面之间的夹角θ=30°,斜面上AB、BC两部分等长,BC部分表面改用塑胶垫.一小孩从斜面顶端A无初速下滑,设他与斜面AB之间的动摩擦因数u1=数学公式,与BC之间的动摩擦因数u2=数学公式,(取g=10m/s2)问:
(1)小孩从A点开始下滑到B点需要的时间以及通过B点时的速度大小;
(2)诵讨计算说明小孩能否滑到斜面的底端C处.

解:(1)小孩在AB段做匀加速直线运动,设加速度为a1,则
mgsinθ-μ1mgcosθ=ma1
解得:a1=2.5m/s2
又因为
解得:
故vB=a1t1=5m/s
(2)小孩在BC段运动的加速度为a2,则
mgsinθ-μ2mgcosθ=ma2
解得:
即小孩做匀减速运动,设最终停在斜面上,其减速运动的位移为x,
0-
解得:x=5m
所以小孩的最大位移为l=l+x=10m,恰好到达斜面底端.
答:(1)小孩从A点开始下滑到B点需要的时间以及通过B点时的速度大小为5m/s;
(2)小孩恰好滑到斜面的底端C处.
分析:(1)小孩在AB段做匀加速直线运动,根据牛第二定律求出加速度,根据位移时间公式求出时间,再根据速度时间公式即可求得速度;
(2)根据牛第二定律求出小孩在BC段的加速度,设最终停在斜面上,求出运动的位移,再跟BC段长度比较即可求解.
点评:本题主要考查了匀变速直线运动基本公式的直接应用,本题解答时也可以根据动能定理求解,难度适中.
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