一个物体从10m长,5m高的斜面顶端自静止开始滑下。设物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,

发布时间:2024-05-19 22:05 发布:上海旅游网

问题描述:

一个物体从10m长,5m高的斜面顶端自静止开始滑下。设物体与斜面间的动摩擦因数为0.2,求它滑到斜面底端所用的时间和末速度大小。

问题解答:

θ=30° S=10 μ=0.2
做受力分析
N=mgcosθ
F下滑=mgsinθ
f=-μmgcosθ

ma=mgsinθ-μmgcosθ
a=g(sinθ-μcosθ)
由S=0.5at^2得
t=(2S/a)^0.5
由V^2=2aS得
V=(2aS)^0.5

设斜面倾角是θ,则有 sinθ=h / L=5 / 10=0.5,cosθ=(根号3)/ 2物体下滑时,它受到重力mg、支持力N(垂直斜面向上)、滑动摩擦力 f (平行斜面向上)。将各力正交分解在平行斜面和垂直斜面方向,在垂直斜面方向 有 N=mg*cosθ在平行斜面方向 有 F合=mg*sinθ-f =m*a且 f =μ*N以上三式联立,得 mg*sinθ-μ* mg*cosθ=m*a所以加速度是 a=g*(sinθ-μ*cosθ)=10*[ 0.5-0.2*(根号3)/ 2 ]=3.268 m/s^2设它滑到斜面底端所用的时间是 t ,末速度是 V由 V^2=2*a*L 得末速度是 V=根号(2*a*L)=根号(2*3.268*10)=8.1 m/s由 L=V平* t =(V / 2)* t 得所求时间是 t=2*L / V=2*10 / 8.1=2.47秒 注:求时间时,也可用 L=a*t^2 / 2 求。

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