题目内容
【题目】(20分)如图所示,用一块长L1=2.5m的木板(木板下端有一底座高度与木板A、B相同)在墙和地面间架设斜面,斜面与水平地面的倾角θ可在0~60°间调节后固定。将质量m1=5kg的小物块从斜面顶端静止释放,为避免小物块与地面发生撞击,在地面上紧靠轨道依次排放两块完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=10kg(忽略小物块在转角处和底座运动的能量损失)。物块与斜面间的动摩擦因数μ=0.125,物块与木板间的动摩擦因数μ1=0.4,木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1(最大静摩擦力等于滑动摩擦力;重力加速度g=10m/s2)
(1)当θ角增大到多少时,小物块能从斜面开始下滑?(用正切值表示)
(2)当θ增大到37°时,通过计算判断货物是否会从木板B的右端滑落?若能,求货物滑离木板B右端时的速度;若不能,求货物最终停在B板上的位置?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)tanθ=0.125 (2)物块最终停在木板B的中点处
【解析】
试题分析:(1)对小物块有:mgsinθ=μmgcosθ
解得:tanθ=μ=0.125
(2)当θ=37°时,物块沿斜面下滑,由动能定理可知:
解得v0=5m/s
当物块滑上木板时,木板为静止状态,所以物块在木板A上做匀减速运动,设物块滑上木板B的速度为v1
则有:
解得:v1=3m/s
物块滑上木板B后,由于物块给木板的摩擦力大于地面给木板B的摩擦力,所以木板B滑动,
设最后两者达到共速;对物块有:
对木板B:
则,故假设成立;物块最终停在木板B的中点处.
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