题目内容

【题目】如图所示,水平地面上固定着一个高为h的三角形斜面体,质量为M的小物块甲和质量为m的小物块乙均静止在斜面体的顶端.现同时释放甲、乙两小物块,使其分别从倾角为α、θ的斜面下滑,且分别在图中P处和Q处停下.甲、乙两小物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均为μ.设两小物块在转弯处均不弹起且不损耗机械能,重力加速度取g.求:小物块

(1)甲沿斜面下滑的加速度;

(2)乙从顶端滑到底端所用的时间;

(3)甲、乙在整个运动过程发生的位移大小之比.

【答案】(1) g(sin α-μcos α) (2) (3)1:1

【解析】

(1) 由牛顿第二定律可得F合=Ma甲

Mgsin α-μ·Mgcos α=Ma甲

a甲=g(sin α-μcos α)

(2) 设小物块乙沿斜面下滑到底端时的速度为v,根据动能定理得W合=ΔEk

mgh-μmgcos θ·=

v=

a乙=g(sin θ-μcos θ)

t=

(3) 如图,由动能定理得Mgh-μ·Mgcos α·-μ·Mg(OP-)=0

mgh-μmgcos θ·-μmg(OQ-)=0

OP=OQ

根据几何关系得

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