题目内容

如图所示,倾角θ=30°的足够长光滑斜面下端与一光滑水平面相接,连接处用一光滑小圆弧过渡,斜面上距水平面高度分别为h1=5m和h2=0.2m的两点上,各静置一小滑块A和B。某时刻由静止开始释放滑块A,经过一段时间t后,再由静止开始释放滑块B。g取10m/s2,求:

(1)为了保证A、B两滑块不会在斜面上相碰,t最长不能超过多少?

(2)若滑块A从斜面上h1高度处自由下滑的同时,滑块B受到恒定外力作用从P点以加速度a=2m/s2由静止开始向左运动,滑块A经多长时间追上滑块B?

 

【答案】

1.6s 

【解析】

试题分析:(1)A、B两物块释放以后会做加速度相同的匀加速直线运动,当释放时间大于他们运动到斜面低端所需的时间差时,就会在斜面上相碰。(2)B物块做初速度为零,加速度不同的匀变速直线运动,A物体开始做匀变速直线运动,到达水平面后做匀速直线运动,当他们相遇时,在水平面上通过的位移相等,由此可列方程求解。

(1)设两滑块沿斜面下滑的加速度为a1,据牛顿第二定律有:

mgsinθ=ma1①(2分)

设A、B两滑块滑到斜面底端所用时间分别为t1、t2,由运动学方程有:

②(1分)

③(1分)

要A、B两滑块不在斜面上相碰,t≤t1-t2             ④(2分)

由①~④式并代入已知数据可得:t≤1.6s        (2分)

(2)设A物块从开始运动到与物块B相碰历时t0时间,两物块在水平面上的位移相等:

⑤(2分)

由①⑤式并带入数据可解得:

         (2分)

所以A物块从开始运动到与物块B相碰历时()s (1分)

考点:牛顿第二定律,追击问题

 

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