(2007•东城区三模)如图所示,粗糙斜面其倾角为α,底端通过长度可忽略的光滑小圆弧与光滑水平面连接..A、B是两个质量

(2007•东城区三模)如图所示,粗糙斜面其倾角为α,底端通过长度可忽略的光滑小圆弧与光滑水平面连接..A、B是两个质量均为 m=1㎏的小滑块(可视为质点),B的左端连有轻质弹簧,处于静止状态.当滑块A置于斜面上且受到大小F=4N,方向垂直斜面向下的恒力作用时,恰能沿斜面向下匀速运动.现撤去F,让滑块A从斜面上距斜面底端L=1m处由静止开始下滑,若取g=10m/s2,sinα=0.6,cosα=0.8.求:
(1)滑块A与斜面的动摩擦因数μ;
(2)滑块A到达斜面底端时的速度大小v1
(3)滑块A在斜面上运动的加速度大小a;
(4)滑块A开始与弹簧接触到此后两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中,弹簧的最大弹性势能Ep
wangying127 1年前 已收到1个回答 举报

richiezm 幼苗

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解题思路:(1)根据A受力平衡,通过正交分解,利用共点力平衡求出滑块A与斜面的动摩擦因数μ.
(2)撤去F后,对下滑的过程运用动能定理,求出滑块A到达底端时的速度大小.
(3)根据牛顿第二定律求出滑块在斜面上运动的加速度大小.
(4)当两物体速度相同时,弹簧的弹性势能最大,结合动量守恒定律和能量守恒定律求出最大的弹性势能.

(1)滑块A匀速下滑时,受重力mg、恒力F、斜面支持力FN和摩擦力Fμ作用,
由平衡条件有mgsinα=μFN
FN=mgcosα+F②
即联立①②并化简后得μ=
mgsinα
mgcosα+F③
代入数据解得动摩擦因数μ=0.5
(2)撤去F后,滑块A匀加速下滑,由动能定理有:(mgsinα−μmgcosα)L=
1
2m
v21④
代入数据得 v1=2m/s⑤
(3)根据牛顿第二定律∑F=ma
有a=g(sinα-μcosα)⑥
代入数据得a=2m/s2
(4)两滑块和弹簧构成的系统在相互作用过程中动量守恒,当它们速度相等时,弹簧具有最大弹性势能,设共同速度为v2,由动量守恒和能量守恒定律有:mv1=(m+m)v2⑦EP=
1
2m
v21−
1
2(2m)
v22⑧
联立⑤⑦⑧式解得EP=1J.
答:(1)滑块A与斜面的动摩擦因数为0.5.
(2)滑块A到达斜面底端时的速度大小为2m/s.
(3)滑块A在斜面上运动的加速度大小为2m/s2
(4)弹簧的最大弹性势能为1J.

点评:
本题考点: 动能定理的应用;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用;牛顿第二定律.

考点点评: 本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律、动量守恒定律、能量守恒定律,综合性较强,需加强这类题型的训练.

1年前

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