如图所示,在倾角θ=37°的固定斜面上放置一质量M=1kg、长度L=3m的薄平板AB.平板的上表面光滑,其下端B与斜面底端C的距离为7m.在平板的上端A处放一质量m=0.6kg的小滑块,开始时使平板和滑块都静止,之后将它们无初速度释放.设平板与斜面、滑块与斜面间的动摩擦力因数均为μ=0.5,求滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t.(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)
网友回答
解:对薄板,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,故滑块在薄板上滑动时,薄板静止不动.
对滑块:在薄板上滑行时加速度,
到达B点时速度
用时
滑块由B至C时的加速度,
设滑块由B至C所用时间为t2,
则LBC=vt+a2t22,
? 代入解得t2=1s
对薄板,滑块滑离后才开始运动,加速度a=gsin37°-μgcos37°=2m/s2,滑至C端所用时间为t',
则
滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差为
答:滑块与平板下端B到达斜面底端C的时间差△t为1.65s.
解析分析:分别研究滑块与平板的运动情况:开始时,由于Mgsin37°<μ(M+m)gcos37°,滑块在平板上滑动时,平板静止不动.根据牛顿第二定律求出滑块的加速度,由位移-速度关系式求出滑块到达B点时的速度.滑块离开平板后,根据牛顿第二定律求出滑块沿斜面下滑的加速度,由位移公式求解滑块由B至C所用时间.滑块滑离后平板才开始运动,根据牛顿第二定律求出平板沿斜面下滑的加速度,由位移公式求解滑块由B至C所用时间.再求解时间差.
点评:本题关键在于分析两物体的受力情况,再确定物体的运动情况.也可以运用动能定理与运动学公式结合求解.