题目内容

如图为一滑梯的示意图,滑梯的长度AB为 L=5.0m,倾角θ=37°,BC段为与滑梯平滑连接的水平地面.一个小孩从滑梯顶端由静止开始滑下.小孩与滑梯间的动摩擦因数为μ=0.3,与水平地面间的动摩擦因数为μ′=0.5.不计空气阻力.取g=10m/s2.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)小孩沿滑梯下滑时加速度的大小a;
(2)小孩滑到滑梯底端B时速度的大小v;
(3)小孩在水平地面上滑行的距离S.
分析:(1)根据牛顿第二定律求出小孩下滑时的加速度大小.
(2)根据匀变速直线运动的速度位移公式求出小孩滑到滑梯底端B时速度的大小.
(3)根据牛顿第二定律求出小孩在水平面上的加速度,结合速度位移公式求出小孩在水平面上的位移.
解答:解:(1)物体受力如右图所示
由牛顿运动定律   mgsinθ-μN=ma              
N-mgcosθ=0                
解得a=gsinθ-μgcosθ
a=3.6m/s2
(2)由v2=2aL            
求出v=6m/s.
(3)由匀变速直线运动规律
0-v2=2a′s
由牛顿第二定律μ′mg=ma′
解得s=3.6m.          
答:(1)小孩沿滑梯下滑时加速度的大小为3.6m/s2
(2)小孩滑到滑梯底端B时速度的大小为6m/s.
(3)小孩在水平地面上滑行的距离为3.6m.
点评:加速度是联系力学和运动学的桥梁,通过加速度可以根据力求运动,也可以根据运动求力.
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