Question

【題目】如圖所示，從A點以v0=4m/s 的水平速度拋出一質量m=1kg的小物塊（可視為質點），當物塊運動至B點時，恰好沿切線方向進入固定在地面上的光滑圓弧軌道BC，其中軌道C端切線水平。小物塊通過圓弧軌道后以6m/s的速度滑上與C點等高、靜止在粗糙水平面的長木板M上．已知長木板的質量M=2kg，物塊與長木板之間的動摩擦因數μ1=0.5，長木板與地面間的動摩擦因數μ2=0.1，OB與豎直方向OC間的夾角θ=37°，取g=10m/s2，sin37°=0.6，cos37°=0.8，則：

(1)求小物塊運動至B點時的速度；

(2)若小物塊恰好不滑出長木板，求此情景中自小物塊滑上長木板起、到它們最終都停下來的全過程中，它們之間的摩擦力做功的代數和？

Answer 1

【答案】(1) 過B點時的速度方向與水平方向成37度 (2)

【解析】

（1）分解vB，得：

變形得：

過B點時的速度方向與水平方向成37°

（2）因，故木板將在地面上滑行，則

對小物塊有：，得

對長木板有：，得

設它們經過時間t，共速，則有：

，

解得：，

則對小物塊在相對滑動有：，

故

則對長木板在相對滑動有：，

故

共速后，假設它們一起減速運動，對系統有：，，則它們間的摩擦力，所以假設成立，之后它們相對靜止一起滑行至停下，此過程中它們間的靜摩擦力對堆放做功一定大小相等、一正一負，代數和為零.

綜上所述，自小物塊滑上長木板起，到它們最終停下來的全過程中，它們之間的摩擦力做功的代數和