题目内容
(12分)倾角θ=370,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地面上,质量m=2kg的木块置于斜面顶端,从静止开始匀加速下滑,经t=2s到达底端,运动路程L=4m,在此过程中斜面保持静止(sin370=0.6 ,cos370=0.8,g取10m/s2),求:
(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;
(2)地面对斜面的支持力大小
(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。
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【解析】(1)隔离法:
对木块:mgsinθ-f1=ma ① 1' mgcosθ-N1=0 ② 1'
因为
,得
③ 1' 所以,
N,
N ④ 1'
对斜面:设摩擦力f向左,则
,方向向左。⑤ 2'
(如果设摩擦力f向右,则
,同样方向向左。)
(2)地面对斜面的支持力大小
=67.6 N ⑥ 2'
(3)木块受两个力做功。重力做功:
⑦
摩擦力做功:
⑧ 1' 合力做功或外力对木块做的总功:
⑨ 1'
动能的变化
⑩ 1'
所以,合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加),证毕。 1'
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