解题思路:(1)对磁铁进行受力分析,根据牛顿第二定律求出磁铁运动时的加速度,再由运动学公式求第一次到达B处时的速度大小;
(2)在斜面上分析磁铁受力,根据牛顿第二定律确定物体在BC上运动的加速度;
(3)对磁铁受力分析,由重力沿斜面向下分力的大小与磁铁与BC间摩擦力的大小比较,确定磁铁是否可以再次下滑经过B点.
(1)分析物体在水平面上的受力情况,由牛顿第二定律可得:μ(mg+kmg)=ma1
可得在水平面上小球的加速度大小为:
a1=μg+μkg=0.25×10+0.25×0.2×10m/s2=3m/s2
又:vB2-v02=2(-a1)xAB
由以上两式可得:vB=
42-2×3×1m/s=
10 m/s
(2)物体在斜面上向上运动时,沿斜面方向所受合力为:
F合=μ(mgcos37°+kmg)+mgsin37°=ma2
解得:a2=0.25×(10×0.8+0.2×10)+10×0.6m/s2=8.5 m/s2
(3)磁铁在BC上做匀减速运动,磁铁上滑的距离为:
xm=
v2B
2a2=
10
2×8.5m=0.588m<0.8 m
故磁铁不会滑出BC面
又因为磁铁下滑时有:mgsin37°>μ(mgcos37°+kmg)
故磁铁不可能停在BC面上,一定能第二次到达B处.
答:(1)磁铁第一次到达B处的速度大小为
10m/s;
(2)磁铁在BC上向上运动的加速度大小为8.5 m/s2;
(3)请分析判断磁铁最终能第二次到达B处.
点评:
本题考点: A:牛顿第二定律 B:匀变速直线运动的速度与位移的关系
考点点评: 本题比通常的问题只多个磁铁的引力,其他的解题方法和步骤都相同,中等难度.