题目内容
(1)要使小球垂直打在斜面上,试推导小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系.
(2)若斜面倾角θ=37°,凹形小滑块的质量m=1kg,小滑块与斜面间的动摩擦因数μ=0.25.现小滑块以某一初速度从斜面底端上滑,同时在斜面底端正上方的小球以初速度3m/s水平抛出,经过一段时间,小球恰好垂直斜面方向落入凹槽,此时,小滑块还在上滑过程中.求小滑块运动的时间和小滑块的动能变化量.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
分析:(1)小球做平抛运动,应用平抛运动知识可以求出H与初速度之间的关系.
(2)应用平抛运动知识可以求出滑块的运动时间,应用动能定理可以求出滑块的动能变化量.
(2)应用平抛运动知识可以求出滑块的运动时间,应用动能定理可以求出滑块的动能变化量.
解答:解:(1)小球做平抛运动:
v0=vytanθ,vy=gt,
小球下落的高度:h1=
gt2,
小球的水平位移:x=v0t,
小球的落点到斜面底端的竖直高度:h2=xtanθ,
综上可得,小球抛出点到斜面底端的竖直高度:
H=h1+h2=
(2+cot2θ);
(2)小滑块运动的时间与小球的时间相同:
t=
=0.4s,
滑块运动的位移:s=
=1.5m,
滑块受到的合外力:F=mgsinθ+μmgcosθ=8N,
根据动能定理可得滑块的动能变化量为:△EK=-Fs=-12J;
答:(1)小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系为 H=h1+h2=
(2+cot2θ);
(2)小滑块运动的时间为0.4s,小滑块的动能变化量为-12J.
v0=vytanθ,vy=gt,
小球下落的高度:h1=
| 1 |
| 2 |
小球的水平位移:x=v0t,
小球的落点到斜面底端的竖直高度:h2=xtanθ,
综上可得,小球抛出点到斜面底端的竖直高度:
H=h1+h2=
| v02 |
| 2g |
(2)小滑块运动的时间与小球的时间相同:
t=
| v0 |
| gtanθ |
滑块运动的位移:s=
| x |
| cosθ |
滑块受到的合外力:F=mgsinθ+μmgcosθ=8N,
根据动能定理可得滑块的动能变化量为:△EK=-Fs=-12J;
答:(1)小球离斜面底端的高度H与小球速度v0之间的关系为 H=h1+h2=
| v02 |
| 2g |
(2)小滑块运动的时间为0.4s,小滑块的动能变化量为-12J.
点评:分析清楚运动过程,掌握平抛运动的处理方法、应用动能定理即可正确解题.一定要掌握运动的合成与分解的应用、运动学公式的应用.
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