(2013•青岛二模)如图所示,在粗糙水平面上有一质量为M、高为h的斜面体,斜面体的左侧有一固定障碍物Q,斜面体的左端与

(2013•青岛二模)如图所示,在粗糙水平面上有一质量为M、高为h的斜面体,斜面体的左侧有一固定障碍物Q,斜面体的左端与障碍物的距离为d.将一质量为m的小物块置于斜面体的顶端,小物块恰好能在斜面体上与斜面体一起保持静止;现给斜面体施加一个水平向左的推力,使斜面体和小物块一起向左匀加速运动,当斜面体到达障碍物与其碰撞后,斜面体立即停止,小物块水平抛出,最后落在障碍物的左侧p处(图中未画出),已知斜面体与地面间的动摩擦因数为μ1,斜面倾角为θ,重力加速度为g,滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:
(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ2
(2)要使物块在地面上的落点p距障碍物Q最远,水平推力F为多大;
(3)小物块在地面上的落点p距障碍物Q的最远距离.
hshmily 1年前 已收到1个回答 举报

abcd寒酌 春芽

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解题思路:(1)对m受力分析,由共点力平衡条件可以求出动摩擦因数.
(2)以m为研究对象,求出最大加速度,以系统为研究对象,由牛顿第二定律求出最大推力.
(3)对系统由动能定理求出最大速度,然后由平抛运动规律求出最大水平位移.

(1)对m,由平衡条件得:mgsinθ=μ2mgcosθ,
解得:μ2=tanθ;
(2)对m,设其最大加速度为a,
由平衡条件得:FNcosθ=mg+μ2FNsinθ,
牛顿第二定律得:FNsinθ+μ2FNcosθ=ma,
解得:a=[2gsinθ/cosθ−tanθsinθ],
对M、m组成的系统,由牛顿第二定律得:
F-μ1(M+m)g=(M+m)a,
解得:F=μ1(M+m)g+
2(M+m)gsinθ
cosθ−tanθsinθ;
(3)对M、m组成的系统,由动定理得:
Fd-μ1(M+m)gd=[1/2](M+m)v2-0,
解得:v=2

gdsinθ
cosθ−tanθsinθ,
m做平抛运动,竖直方向:h=[1/2]gt2,水平方向:xP=vt-[h/tanθ],
解得:xP=2

2hdsinθ
cosθ−tanθsinθ-[h/tanθ];
答:(1)小物块与斜面间的动摩擦因数μ2=tanθ;
(2)要使物块在地面上的落点p距障碍物Q最远,水平推力为:μ1(M+m)g+
2(M+m)gsinθ
cosθ−tanθsinθ;
(3)小物块在地面上的落点p距障碍物Q的最远距离为2

2hdsinθ
cosθ−tanθsinθ-[h/tanθ].

点评:
本题考点: 动能定理的应用;平抛运动.

考点点评: 应用平衡条件、牛顿第二定律、动能定理、平抛运动规律即可正确解题,解题时要注意整体法与隔离法的应用.

1年前

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