题目内容

如图所示,一个固定在竖直平面内的轨道,有倾角为q=37°的斜面AB和水平面BC以及另一个倾角仍为q=37°的斜面DE三部分组成。已知水平面BC长为0.4m,D位置在C点的正下方,CD高为H=0.9m,E点与C点等高,P为斜面DE的中点;小球与接触面间的动摩擦因数均为m=0.15,重力加速度g取10m/s2。现将此小球离BC水平面高处的斜面上静止释放,小球刚好能落到P点(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。

   (1)求h的大小;

   (2)若改变小球在斜面上静止释放的位置问小球能否垂直打到斜面DE上的Q点(CQ⊥DE).若能,请求出h的大小;若不能,请说明理由?

(1)研究小球从C点到P点的平抛过程,

竖直位移……(1分)

水平位移……(1分)

在竖直方向上,可求得t=……(1分)

在水平方向上,初速度……(1分)

小球从静止开始运动直到C点的过程中,由动能定理:

……(3分)

……(1分)

 (2)小球不可能垂直打到Q点。……(2分)

理由:若小球在斜面上的落点位置为Q点,则OQ为小球运动的位移,且在Q点与斜面垂直,由速度角与位移角关系,速度与水平方向夹角必大于位移与水平方向偏角,故小球不可能垂直打到Q点。……(2分)

或理由:假设小球可以垂直打到Q点,则在Q点的速度方向的反向延长线必指向C点,由于运动轨迹为抛物线,则抛出点在C点下方,与题意不符。

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