题目内容

【题目】如图所示,质量M=0.4 kg的长薄板BC静置于倾角为37°的光滑斜面上,在距上端B水平距离为1.2m的A处,有一个质量m=0.1 kg的小物体,以一定的初速度水平抛出,恰好以平行于斜面的速度落在薄板BC的最上端B点并在薄板上开始向下运动,当小物体落在薄板BC上的B端时,薄板无初速释放并开始沿斜面向下运动,当小物体运动到薄板的最下端C点时,与薄板BC的速度恰好相等。小物体与薄板之间的动摩擦因数为0.5,sin370=0.6,cos370=0.8,g取10m/s2,求:

(1)小物体在A点的初速度;

(2)薄板BC的长度。

【答案】(1) 4 m/s (2) 2.5 m

【解析】(1)根据平抛运动的规律,结合平抛运动的速度方向与斜面平行,结合平行四边形定则求出时间,从而得出A与B点的水平距离.(2)根据牛顿第二定律分别求出小物体和薄板的加速度,结合运动学公式求出两者速度相等经历的时间,通过两者的位移求出薄板的长度.

(1)小物体从A到B做平抛运动,下落时间为,水平位移为x,根据平抛运动规律有: ,

联立解得:

(2)设小物体落到B点的速度为v,根据平抛运动规律,则有:

小物体在薄板上运动,根据牛顿第二定律有:

薄板在光滑斜面上运动,根据牛顿第二定律有:

小物体从落到薄板到两者速度相等用时t,则速度相等有:

则小物体的位移 薄板的位移

薄板的长度

联立解得L=2.5m

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