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一个小物体在斜面上以一定的初速度向上运动,斜面倾角θ可在0&90°之间变化.设物体所能达到的最大位移x与斜面倾角θ之间的关系如图3-11所示,问当θ是多大时,x有最小值,这个最小值是多大?

图3-11

   

解析:物体沿斜面上滑时,由牛顿第二定律有:mgsinθ+μmgcosθ=ma得a=g(sinθ+μcosθ),设物体上滑初速度为v0,则沿斜面上滑的最大位移为x==.由图象知θ=90°时,x1=10 m;θ=0°时,x2=10 m.代入上式得v0=10 m/s,μ=.当sinθ+μcosθ=sinθ+cosθ为最大时,x有最小值,此时θ=60°,且得x最小为5 m.

答案:60°     5 m


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(1)小物体从B点运动到D点所用的时间;

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