Question

如圖所示，不透明的長方體擋板ABCD豎立在水平地面上，其中AB寬L=4cm，AD高h=10cm．擋板上水平放置一足夠大的平面鏡，平面鏡距地面的高度為H=17cm，質量為m的物體（可看作質點）從圖中C以某一初速度沿著PC連線的延長線方向向右運動（始終與地面接觸），若物體與地面之間的動摩擦因數， P、D間距離為20cm，現在P點通過平面鏡觀察物體運動，發現物體在到達可視區右邊緣時恰好停下．（g=10m/s²）求：

   （1）用光路圖作出地面觀察者在P點所能觀察到物體運動的區域；

   （2）物體剛進入可視區時的速度大小.

Answer 1

（1）光路圖如圖所示；圖中MN為可視區域

（2）由圖可知：

          

       得CM=10cm   PM=34cm  

        

       得PN=68cm

       可視區域的長度MN=PN-PM=34cm

       由牛頓第二定律得f=µmg=ma    m/s²

       由運動學公式：

       由以上各式得物體剛進入可視區的速度： v₀=2m/s