题目内容

12.质量为m=0.1kg、可视为质点的小滑块,从光滑斜面上高h0=5m的A点由静止开始自由滑下.已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接.长为x0=6m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3,C点右侧有n级台阶(未画完,台阶编号如图依次增加).每级台阶的高度均为h=0.2m,宽均为L=0.5m.取g=10m/s2.
(1)求滑块经过B点时的速度vB;
(2)求滑块从B点运动到C点所经历的时间t;
(3)求滑块会首先落到哪级台阶上.

分析 (1)根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB.
(2)根据动能定理求出滑块到达C点的速度,再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B点运动到C点所经历的时间t.
(3)假设刚好落在第n个平台的末端,根据平抛运动基本规律求解即可.

解答 解:(1)物体在斜面AB上下滑,根据动能定理得:$mg{h}_{0}=\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}$
解得:${v}_{B}=\sqrt{2×10×5}=10m/s$.
(2)从B到C的过程中,根据动能定理得:$\frac{1}{2}m{{v}_{C}}^{2}-\frac{1}{2}m{{v}_{B}}^{2}=-μmg{x}_{0}$
解得:vC=8m/s
根据牛顿第二定律得:-μmg=ma
则a=-μg=-0.3×10m/s2=-3m/s2.
则滑块从B点运动到C点所经历的时间t=$\frac{{v}_{C}-{v}_{B}}{a}=\frac{8-10}{-3}=0.67s$.
(3)假设刚好落在第n个平台的末端,根据平抛运动基本规律得:
nh=$\frac{1}{2}g{t}^{2}$
nL=vCt
解得:n=17.06
所以滑块会首先落到17级台阶上.
答:(1)滑块经过B点时的速度vB为10m/s;
(2)滑块从B点运动到C点所经历的时间t为0.67s;
(3)滑块会首先落到17级台阶上.

点评 解决本题的关键掌握平抛运动的水平方向和竖直方向上的运动规律,以及能够熟练运用动能定理解题.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网