题目内容

7.如图所示,一小滑块以v0=4m/s的初速度滑上一个固定在水平地面上的足够长的斜面,经过t=0.6s恰好经过斜面上的某点B,已知斜面的倾角α=37°,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.5(取g=10m/s2,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:
(1)小滑块在t=0.6s时经过B点的速度vB的大小和方向;
(2)B点距斜面底端A点的距离.

分析 小滑块上滑过程中做匀减速运动,先分析其受力,根据牛顿第二定律求出加速度,再由运动学速度公式求出上滑的总时间.再研究下滑过程,由牛顿第二定律和速度公式结合求解.

解答 解:(1)小滑块上滑过程,受力如左图.
由牛顿第二定律得:mgsinα+μmgcosα=ma1
可得:a1=g(sinα+μcosα)=10×(sin37°+0.5×cos37°)=10m/s2
滑块上滑到最高点所用的时间为:t1=$\frac{{v}_{0}}{{a}_{1}}$=$\frac{4}{10}$=0.4s
则知经过t=0.6s时滑块下滑时间为:t2=0.2s
设下滑的加速度为a2.则得:mgsinα-μmgcosα=ma2
代入数据解得:a2=2m/s2
则小滑块在t=0.6s时经过B点的速度为:vB=a2t2=0.4m/s,方向沿斜面向下.
(2)B点距斜面底端A点的距离为:xAB=$\frac{{v}_{0}}{2}{t}_{1}-\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}$=$\frac{4}{2}×0.4-\frac{1}{2}×2×0.{2}^{2}$=0.76m
答:(1)小滑块在t=0.6s时经过B点的速度是0.4m/s,方向沿斜面向下.
(2)B点距斜面底端A点的距离是0.76m.

点评 本题是已知上滑时的运动情况确定受力情况,然后根据受力情况确定下滑时的运动情况,求解出加速度是关键.

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