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(Ⅰ)设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得
Fs-μMgs2=[1/2]Mv2;①
设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为a,由牛顿运动定律得
F-μMg=Ma②
s=[1/2]at2③
联立①②③式,代入数据得t=1s ④
恒力的作用时间为1s.
(2)设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为v′,撤去力F后小车做减速运动时的加速度为a'减速时间为t',由牛顿运动定律得
v'=at⑤
-μMg=Ma'⑥
v=v'+a't'⑦
设滑块的质量为m,运动到A点的速度为vt,由动能定理得mgR=[1/2]mvt2⑧
设滑块由A点运动到B点的时间为t1,由运动学公式得s1=vtt1⑨
设滑块做平抛运动的时间为t1'则t1'=t+t'-t1⑩
由平抛规律得h=[1/2]gt12
联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式,代入数据得
h=0.8m.
高度差为0.8m.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;匀变速直线运动的位移与时间的关系;牛顿第二定律;平抛运动.
考点点评: 本题中两个物体各自运动,应注意分别研究各自的运动情况,再由它们共同的性质进行分析即可求得联系,解答此题.
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