如图所示,轨道ABCD由水平面AB、倾角为37°的斜面BC和平台CD组成,在B点平滑连接.已知AB间距离为L1,BC间距离为L2.质量为m的物体,以某一初速度从A点出发,物体与各个接触面的动摩擦因数均为μ.求:
(1)物体m至少具有多大初速度值时才能冲上平台CD.
(2)若物体m刚好能运动到C点,则从B点运动到C点所需要的时间t.
网友回答
解:设物体刚好能到达C点,在A、B、C各点的速度大小分别为V0、V1、V2,
则在AB段,由牛顿定律有:-μmg=ma1
得a1=-μg????….(1)
由公式:2a1L1=V12-V02? ?
得V1=….(2)
在BC段,由牛顿定律有:-μmgcosα-mgsinα-=ma2
得a2=-(0.8μ+0.6)g????….(3)
由公式:2a2L2=V22-V12?和?V2=0 ?
得V1=….(4)
对照(2)、(4)式得:…(5)
由公式
得,
所以物体m需要的最小初速度为,
从B点运动到C点所需要的时间.
解析分析:(1)对物体受力分析,可以求得物体在AB、BC段的受力的情况,求出物体的加速度的大小,由运动学的公式可以求得物体的初速度的大小;
(2)物体从B点运动到C点时,由匀变速直线运动的规律即可求得物体运动的时间.
点评:本题考查了牛顿第二定律和匀变速直线运动的规律,对物体受力分析,确定物体的运动的状态,在根据匀变速直线运动的规律来求解即可.