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问题: 物理作业问题17

解答:

设质点在A处的初始速度为v0,质点与斜面间的动摩擦因素为μ。则:
质点在沿斜面方向受到的合力F=mgsinθ+μmgcosθ=mg(sinθ+μcosθ).
而物体在沿斜面方向上,根据动量定理有:
Ft=△mv
===> mg(sinθ+μcosθ)*2=mv0
===> v0=2g(sinθ+μcosθ) ……………………………………(1)
质点在从A上升到B的过程中,机械能守恒,则:
(1/2)mv0^=μmgcosθ*16+mgsinθ*16
===> v0^=32μgcosθ+32gsinθ …………………………………………………………(2)
联立(1)(2)得到:
[2g(sinθ+μcosθ)]^=32μgcosθ+32gsinθ
===> μ=√3/5
质点从B返回到A的过程为初速为零的匀加速直线运动。其加速度a=gsinθ-μgcosθ=g/5=2
所以,由s=(1/2)at^得到,t=√(2s/a)
===> t=√16=4s
质点从B返回A的过程中也遵循机械能守恒,所以有:
(1/2)mv^=mg*16*sinθ-μmgcosθ*16
===> v^=16g-μg*16√3
===> v^=160-(√3/5)*10*16√3=160-96=64
===> v=8m/s