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如图所示,固定在水平面上的斜面与水平面的连接处为一极小的光滑圆弧(物块经过Q点时不损失机械能),斜面与地面是用同种材料制成的.斜面的最高点为P,P距离水平面的高度为h=5m.在P点先后由静止释放两个可视为质点的小物块A和B,A、B的质量均为m=1kg,A与斜面及水平面的动摩擦因数为μ1=0.5,B与斜面及水平面的动摩擦因数为μ2=0.3.A物块从P点由静止释放后沿斜面滑下,停在了水平面上的某处.
求:(1)A物块停止运动的位置距离斜面的直角顶端O点的距离是多少?
(2)当A物块停止运动后准备再释放B物块时发现它们可能会发生碰撞,为了避免AB碰撞,此时对A另外施加了一个水平向右的外力F,把A物体推到了安全的位置,之后再释放B就避免了AB碰撞.求外力F至少要做多少功,可使AB不相撞?(g取10m/s2,此问结果保留三位有效数字)
(1)设斜面倾角为θ,物块所停位置到Q点距离为S.
斜面长:L=
h
sinθ

摩擦力:f=μN=μmgcosθ②
依动能定理:mgh-μmgcosθ?
h
sinθ
-μmgs=0

停位置到O点距离:x=
h
tanθ
+S

由以上得:x=
h
μ

A物块:xA=
h
μ1
=10
m⑥
(2)若只释放B后同理得:xB=
h
μ2
=16.7
m⑦
△x=xB-xA=16.7-10=6.7m⑧
若不相碰应将A至少向右推出△x,
依动能定理:WF-μmg△x=EKA
当WF=0时WF最小⑩
故至少做功:WF=μmg△x=33.5J(11)
答:(1)A物块停止运动的位置距离斜面的直角顶端O点的距离是10m;(2)外力F至少要做33.5J的功,可使AB不相撞.
练习册系列答案
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(1)小球运动到A处时的速度.
(2)小球能否到达轨道最高点B,不能请说明理由,若能则求出在B点时小球的速度.
(3)求AC间的距离.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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(3)小球从D点抛出后,在MDN分界线左边的区域受到的阻力f与其瞬时速度方向始终相反,求小球从D点至S点的过程中,阻力f所做的功.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

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A.C点左侧B.C点C.C点右侧D.无法确定

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2
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