题目内容

(2013?湖北模拟)如图所示,有一倾角为θ=37°的斜面AB固定在水平面MN上.现有两个可视为质点的小球P和Q,同时由静止开始释放,小球P从斜面最高点A点沿斜面运动到斜面最低点B点,小球P与斜面间的摩擦因数μ=
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,小球Q从斜面及点正上方C点释放,不计空气阻力,为了让小球P运动到b点的时刻Q小球也恰好运动到B点,则小球释放点C点离B点的竖直高度是小球P释放点A点离B点竖直髙度的几倍?
分析:由牛顿第二定律可以求得小球释放后的加速度表达式,在分别对PQ列运动学位移方程可以解得两球高度的关系
解答:解:两小球静止释放以后小球Q自由落体运动.小球P沿斜面匀加速直线运动,设加速度为a,小球受到重力、支持力、摩擦力,由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma
若记A点离B点竖直高度为h,C点离B点的竖直高度为nh,两球运动时间为t,则有
nh=
1
2
gt2

h
sinθ
=
1
2
at2

联立方程解得n=5
故为了让两小球在B点相遇,则C点离B点的竖直高度是B点离A点竖直高度的5倍.
点评:本题是两个物体的运动,其关键量是两个球的运动时间相等,这是与追及和相遇有共同性的.
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