(2014•普陀区二模)如图所示,在粗糙水平台阶上静止放置一质量m=0.5kg的小物块,它与水平台阶表面的动摩擦因数μ=

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  • 解题思路:(1)根据平抛运动的高度求出平抛运动的时间,再结合水平位移和时间求出物块离开O点的速度.

    (2)根据动能定理求出拉力F作用的距离.

    (3)根据平抛运动的知识,结合椭圆方程,根据动能定理求出击中挡板的小物块动能.

    (1)小物块从O到P,做平抛运动

    水平方向:Rcos37°=v0t

    竖直方向:Rsin37°=

    1

    2gt2

    解得:v0=

    Rcos37°

    2Rsin37°

    g=

    4

    3

    3m/s

    (2)为使小物块击中档板,小物块必须恰好能运动到O点,

    由动能定理得:Fx-μmgS=△Ek=0

    解得:x=2.5m

    由牛顿第二定律得:F-μmg=ma

    解得:a=5m/s2

    由运动学公式得:x=

    1

    2at2

    解得:t=1s

    (3)设小物块击中挡板的任意点坐标为(x,y),则x=v0t

    y=

    1

    2gt2

    由机械能守恒得:Ek =

    1

    2m

    v20+mgy

    又x2+y2=R2

    化简得:Ek=

    mgR2

    4y+

    3mgy

    4

    由数学方法求得:Ekmin=

    5

    2

    3J

    答:(1)其离开O点时的速度大小为:

    4

    3

    3m/s;

    (2)为使小物块击中档板,拉力F作用的最短时间1s;

    (3)改变拉力F的作用时间,使小物块击中挡板的不同位置.击中挡板时小物块动能的最小值为

    5

    2

    3J.

    点评:

    本题考点: 动能定理的应用;平抛运动;机械能守恒定律.

    考点点评: 本题综合了动能定理和平抛运动知识,综合性较强,难度中等,知道平抛运动在水平方向上和竖直方向上的运动规律.

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