题目内容

如图所示,倾角为θ的足够长的斜面上只有AB段粗糙,其余部分都光滑,AB段长为3L。有若干个相同的方形小物块(每个小物块视为质点)沿斜面靠在一起,但不粘接,总长为L,总质量为m。将它们由静止释放,释放时下端距A为2L。当下端运动到A下面距A为L/2时物块运动的速度达到最大。

(1)求物块与粗糙斜面的动摩擦因数;

(2)求物块停止时的位置;

(3)要使所有物块都能通过B点,由静止释放时物块下端距A点至少要多远?

解:

(1)当整体所受合外力零时,整块速度最大,设整体质量为m,则

                               (2分)

                                      (1分)

(2)设物块停止时下端距A点的距离为x,根据动能定理

         (2分)

解得                            (1分)即物块的下端停在B端

(3)设静止时物块的下端距A的距离为s,物块的上端运动到A点时速度为υ,根据动能定理

                                 (2分)

物块全部滑上AB部分后,小方块间无弹力作用,取最上面一小块为研究对象,设其质量m0,运动到B点时速度正好减到0,根据动能定理

                                (1分)

                (1分)

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