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固定在水平地面上光滑斜面倾角为 ,斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板,一木板A被在斜面上,其下端离地

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固定在水平地面上光滑斜面倾角为 ,斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板,一木板A被在斜面上,其下端离地

固定在水平地面上光滑斜面倾角为  ,斜面底端固定一个与斜面垂直的挡板,一木板A被在斜面上,其下端离地面高为H,上端放着一个小物块B,如图所示。木板和物块的质量均为m,相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力  (A > 1),把它们由静止释放,木板与挡板发生碰撞时,时间极短,无动能损失,而物块不会与挡板发生碰撞.求:
(1)木板第一次与挡板碰撞弹回沿斜面上升过程中,物块B的加速度;
(2)从释放木板到木板与挡板第二次碰撞的瞬间,木板运动的路程s
(3)从释放木板到木板和物块都静止,木板和物块系统损失的机械能。

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    2018-05-02 16:10:06
  •   (1)  
    (2)
    (3)
    (1)木板上升时,对物块受力分析,在沿斜面方向上由牛顿运动定律列式求解,便可求出物块的加速度.
    (2)此题要分段进行计算,第一段是木板开始下落直至第一次与挡板碰撞的过程,由几何关系可求出此过程的路程为 ,第二段是从第一次与挡板碰撞到第一次运动到最高点,第三段是从最高点下落到第二次与挡板碰撞,后两段路程相同.可由牛顿运动定律和运动学公式求得.
    (3)损失机械能等于阻力所做的功.
    解:(1)、木板第一次上升过程中,对物块受力分析,受到竖直向下的重力、垂直于斜面的支持力和沿斜面向上的摩擦力作用,设物块的加速度为a 物块 ,
    则物块受合力 F 物块 =kmgsinθ-mgsinθ…①   由牛顿第二定律 F 物块 =ma 物块 …②.
    联立①②得:a 物块 =(k-1)gsinθ,方向沿斜面向上.
    (2)设以地面为零势能面,木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v 1 ,由机械能守恒有: ×2 =2mgH
    解得:v 1 =
    设木板弹起后的加速度a 板 ,由牛顿第二定律有:
    a 板 =-(k 1)gsinθ
    S板第一次弹起的最大路程:S 1 =  解得:S 1 =  
    木板运动的路程S= 2S 1 =
    (3)设物块相对木板滑动距离为L
    根据能量守恒有:mgH mg(H Lsinθ)=kmgsinθL
    损失机械能 E 0 ="fL=kmgsinθL"
    解得 E 0 =
    点评:此题考察到了能量的转化与守恒定律,牵扯到了重力和摩擦力做功,要注意的是重力做功与路径无关,至于初末位置的高度差有关;摩擦力做功会使机械能能转化为内能,等于在整个过程中机械能的损失.在应用牛顿运动定律和运动学公式解决问题时,要注意运动过程的分析,此类问题,还要对整个运动进行分段处理.。
      

    S***

    2018-05-02 16:10:06

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