题目内容
【题目】如图所示,斜面倾角为θ,质量为m的滑块在距挡板P的距离为s0的A点以初速度v0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的“下滑力”,滑块所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力,若滑块每次与挡板相碰,碰后以原速率返回,无动能损失,求滑块停止运动前在斜面上经过的路程.
【答案】
【解析】试题分析:滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力,滑块与挡板碰撞后向上运动的过程中,不能停在最高点,又向下滑动,滑块的机械能不断减小,最终滑块停在斜面底部.滑块摩擦生热与总路程成正比,s是总路程.在整个运动过程中滑块和挡板的碰撞没有能量损失,重力势能和动能减小转化为摩擦产生的内能,根据能量守恒求解.
由于滑块所受摩擦力小于“下滑力”,故滑块最终只能停在挡板处.设滑块经过的总路程为s,则整个过程中,重力做功:,
摩擦力做功:
由动能定理得:
解得
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