如图所示,一块磁铁放在固定铁板ABC上的A处,其中AB和BC的长度均为lm,BC与水平面间的夹角为37°,磁铁与铁板间的磁力为磁铁重力的0.1倍,磁铁与铁板间的动摩擦

发布时间:2020-08-12 12:47:10

如图所示,一块磁铁放在固定铁板ABC上的A处,其中AB和BC的长度均为lm,BC与水平面间的夹角为37°,磁铁与铁板间的磁力为磁铁重力的0.1倍,磁铁与铁板间的动摩擦因数为0.2.现给磁铁一个水平向右、大小为3m/s的初速度,不计磁铁经过B处转向时的机械能损失.求:(sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g取10m/s2)
(1)磁铁第一次到达B处的速度大小;
(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小;
(3)请通过计算判断磁铁最终能否再次回到A点.

网友回答

解:(1)磁铁在AB上运动时,根据牛顿第二定律,有:-μ(mg+F引)=ma1????
解得a1=-2.2m/s2
根据速度位移关系公式,有:υB2-υ02=2a1s1
可解得υB=m/s=2.14?m/s
(2)根据牛顿第二定律,有:mgsin37°+μ(mg?cos37°+F引)=ma2
可解得a2=7.8m/s2
(3)设磁铁沿BC能向上滑行的最大距离为s2
s2==m=0.29m
磁铁沿BC向下滑行时的加速度a3=gsin37°-μ(g?cos37°+0.1?g)=4.2m/s2
再次回到B点的速度υB′2=2a3s2=2×4.2×0.29(m/s)2=2.44(m/s)2
沿AB面能滑行的最大距离s3==0.55m<1m,所以不能回到A点;
答:(1)磁铁第一次到达B处的速度大小为2.14m/s;
(2)磁铁沿BC向上运动的加速度大小为7.8m/s2;
(3)铁最终不能再次回到A点.
解析分析:(1)物体受重力、支持力、磁力、摩擦力,先根据牛顿第二定律列式求解加速度,然后根据速度位移关系公式列式求解;
(2)磁铁沿BC向上运动过程,受重力、支持力、磁力、摩擦力,根据牛顿第二定律列式求解加速度即可;
(3)磁铁沿BC向上运动过程,根据速度位移关系公式列式求解最大位移;下滑过程,先根据牛顿第二定律求解加速度,根据速度位移关系公式求解B点速度,从B向A过程,根据速度位移关系公式求解位移,比较得到结论.

点评:本题关键分析清楚物体的运动规律,然后分阶段多次受力分析并运用牛顿第二定律求解加速度,同时结合运动学公式列式求解.
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