Question

如图甲所示，在倾角为30°的足够长光滑斜面AB前，有一粗糙水平面OA，OA长为4m.有一质量为m的滑块，从O处由静止开始受一水平向右的力F作用．F按图乙所示的规律变化，滑块与OA间的动摩擦因数μ＝0.25，g取10m/s².试求：

1.滑块到A处的速度大小；

2.不计滑块在A处的速率变化，滑块冲上斜面AB的长度是多少？

Answer

1.vA＝5m/s

2.L＝5m.

【解析】(1)由题图乙知，在前2m内，F1＝2mg，做正功；

在第3m内，F2＝－0.5mg，做负功；………………………………………… 1分

在第4m内，F3＝0

滑动摩擦力

Ff＝－μmg＝－0.25mg，始终做负功．………………………………………… 1分

对OA过程由动能定理列式得

F1x1＋F2x2＋Ff·x＝mvA2－0         ………………………………………… 2分

即2mg×2－0.5mg×1－0.25mg×4＝mvA2

解得vA＝5m/s                  ………………………………………… 2分

(2)冲上斜面的过程，由动能定理得

－mg·L·sin30°＝0－mvA2                 ………………………………………… 2分

所以冲上斜面AB的长度L＝5m.     ………………………………………… 2分