解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出儿童在斜面滑槽上滑下时的加速度大小;
(2)根据速度位移公式求出儿童到达B处的速度,根据牛顿第二定律求出不致于从C处滑出时的速度,再结合速度位移公式求出水平滑槽的长度.
(1)设儿童下滑的加速度大小为a,则有:mgsin37°-μmgcos37°=ma1…①
代入数据解得:a1=gsin37°-μgcos37°=10×0.6-0.5×10×0.84=2 m/s2…②
(2)若刚好做平抛运动,则重力恰好充当向心力;故有:mg=m
v2
R;
解得:v=
gR=
2×10=2
5m/s;
(3)依动能定理:mglsin37°-μmgcos37°l=[1/2]mvB2-0
代入数据解得:vB=2
7m/s;
设儿童在C点恰做平抛运动滑出时的速率为:vC=2
5m/s;
由动能定理:-μmgs2=[1/2]mvc2-[1/2]mvB2;
代入数据得:s2=0.8m;
即只要位移大于0.8m即可以保证不会被平抛出去;
答:(1)加速度为2m/s2;
(2)刚好做平抛运动,则儿童在C处的速度的大小为2
5m/s;
(3)只要水平距离大于0.8m,就不会被平抛出去.
点评:
本题考点: 动能定理的应用;平抛运动.
考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,对于AB、BC的运动过程,也可以通过动能定理进行求解.