题目内容

20.如图所示,光滑斜面的倾角θ=30°,一小球从斜面底端O点正上方,距O点高度h=5m处由静止下落,小滑块从斜面上的P点由静止沿斜面下滑,若小球和滑块同时开始运动并在O点相遇,不计空气阻力,求:O、P两点之间的距离.(g=10m/s2

分析 设滑块的加速度大小为a,小球和滑块的运动时间为t,小球做自由落体运动,可由自由落体运动的规律求出时间.滑块做匀加速运动,由牛顿第二定律和位移公式结合求解L.

解答 解:设滑块的加速度大小为a,小球和滑块的运动时间为t
小球做自由落体运动,由自由落体运动的规律有:$h=\frac{1}{2}g{t}^{2}$ ①
代入数据解得:t=1s
对滑块,由牛顿第二定律有
mgsinθ=ma ②
对滑块,由匀变速运动的规律有:L=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$③
由①~③式并代入数据可得:L=2.5m
答:OP之间的距离L是2.5m.

点评 本题关键抓住两个运动的同时性,运用运动学公式和牛顿第二定律进行求解.

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