Question

【题目】如图所示，ABCD为离水平地面高h=0.8m的水平矩形平台，AB边长，边长，平台表面光滑，某时刻一个质量m1=0.5kg的小球从A点沿AD边以初速度开始运动，同时对小球施加一个沿AB边的水平恒力F=4N，当小球到达BC边上的P点时撤去外力F。在小球到达P点的同时，C点正下方E点处有一质量为m2=0.4kg的滑块在一个与水平面呈夹角斜向上的外力作用下，以速度在地面上沿EF开始匀速直线运动，滑块与水平地面动摩擦因数为，结果小球与滑块恰好在EF边上的Q点（未画出）相遇。小球和滑块均可视为质点，不计空气阻力。取g=10m/s2，求：

（1）小球到达P点时速度的大小和方向；

（2）小球从开始运动到与滑块相遇经历的时间；

（3）外力大小。

Answer 1

【答案】（1），与AB方向成夹角 （2） （3）

【解析】

（1）小球从A到达P用时，

平行于AB方向上：，

解得

速度

平行于AD方向上位移

其合速度，与AB方向成夹角.

（2）小球从P到落地用时，

，解得

沿BC方向运动

恰好等于，故小球落地时恰好到Q点，

故球从开始运动到与滑块相遇经历的时间

（3）滑块运动到Q，经历时间，沿EF方向运动距离

故

由与水平面夹角为，

对于滑块，根据平衡条件有：

又

联立得：