题目内容

【题目】如图所示,从A点以v0=4m/s 的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块(可视为质点),当物块运动至B点时,恰好沿切线方向进入固定在地面上的光滑圆弧轨道BC,其中轨道C端切线水平。小物块通过圆弧轨道后以6m/s的速度滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板M上.已知长木板的质量M=2kg,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.5,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.1,OB与竖直方向OC间的夹角θ=37°,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则:

(1)求小物块运动至B点时的速度;

(2)若小物块恰好不滑出长木板,求此情景中自小物块滑上长木板起、到它们最终都停下来的全过程中,它们之间的摩擦力做功的代数和?

【答案】(1) 过B点时的速度方向与水平方向成37度 (2)

【解析】

(1)分解vB,得:

变形得:

过B点时的速度方向与水平方向成37°

(2)因,故木板将在地面上滑行,则

对小物块有:,得

对长木板有:,得

设它们经过时间t,共速,则有:

,

解得:,

则对小物块在相对滑动有:,

故

则对长木板在相对滑动有:,

故

共速后,假设它们一起减速运动,对系统有:,,则它们间的摩擦力,所以假设成立,之后它们相对静止一起滑行至停下,此过程中它们间的静摩擦力对堆放做功一定大小相等、一正一负,代数和为零.

综上所述,自小物块滑上长木板起,到它们最终停下来的全过程中,它们之间的摩擦力做功的代数和

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