题目内容

【题目】如图所示,倾角θ=37°的足够长斜面体固定在水平面上,厚度相同的木板B、C锁定在斜面上,B、C的长度分别为L、0.5L,质量分别为m、0.5m,两板之间的距离为L,与斜面之间的动摩擦因数μ2=0.5。将质量为0.25m的物块A(可视为质点)轻放在B的顶端,同时解除对B的锁定,A、B均从静止开始匀加速直线运动。当B与C碰撞前的一瞬间,解除对C的锁定,此时A恰好滑离B,若B、C碰撞后粘在一起(碰撞时间极短),重力加速度取g,sin37°=0.6,求

(1)物块A与木板B之间的动摩擦因数μ1;

(2)从开始运动到B、C碰撞,系统因摩擦产生的热量Q;

(3)若B、C碰撞后,B、C整体和A都恰好匀速运动,求A在C上滑行的时间。

【答案】(1)(2)(3)

【解析】

(1) A在B上滑行,其受力如图(a)

由牛顿第一定律

mAgsin-μ1mAgcos= mAaA

即

aA=(0.6-0.8μ1)g

B受力如图(b)。

由牛顿第二定律

mBgsin+μ1mAgcos-μ2(mA+mB)gcos= mBaB

即

aB=(0.1-0.2μ1)g

由运动学规律

2L=

L=

联立解得

μ1=

(2)A在B上滑行,产生的热量

Q1=μ1mAgcos·L

B在斜而上滑行,产生的热量

Q2=μ2(mA+mB)gcos·L

所以,系统因摩擦产生的热量

Q=Q1+Q2=

(3)B、C碰撞前,A的速度为

vA=

B的速度为

vB=

B、C碰撞,系统动量守恒

mBvB=(mC+mB)v′

B、C整体和A匀速运动,A在C上滑行的时间为:

t=

练习册系列答案
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(2)求列车能达到的最大速度;

(3)列车以最大速度运行一段时间后,断开接在“” 字型线圈上的电源,使线圈与连有整流器(其作用是确保电流总能从整流器同一端流出,从而不断地给电容器充电)的电容器相接,并接通列车上的电磁铁电源,使电磁铁产生面积为、磁感应强度为、方向竖直向下的匀强磁场,使列车制动,求列车通过任意一个“”字型线圈时,电容器中贮存的电量Q。

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