Question

质量为m=0.5kg、可视为质点的小滑块，从光滑斜面上高h=0.6m的A点由静止开始自由滑下．已知斜面AB与水平面BC在B处通过一小圆弧光滑连接．长为x=0.5m的水平面BC与滑块之间的动摩擦因数μ=0.3，C点右侧有3级台阶（台阶编号如图所示），D点右侧是足够长的水平面．每级台阶的高度均为h=0.2m，宽均为L=0.4m．（设滑块从C点滑出后与地面或台阶碰撞后不再弹起）．
（1）求滑块经过B点时的速度v_B；
（2）求滑块从B点运动到C点所经历的时间t；
（3）（辨析题）某同学是这样求滑块离开C点后，落点P与C点在水平方向距离x的：
滑块离开C点后做平抛运动，下落高度H=4h=0.8m，在求出滑块经过C点速度的基础上，根据平抛运动知识即可求出水平位移x．
你认为该同学解法是否正确？如果正确，请解出结果．如果不正确，请说明理由，并用正确的方法求出结果．：．Com]．

Answer

（1）根据机械能守恒定律或动能动能定理求出滑块经过B点时的速度vB．
（2）根据动能定理求出滑块到达C点的速度，再通过牛顿第二定律和运动学公式求出从B点运动到C点所经历的时间t．
（3）因为物体做平抛运动不一定落到地面上，可能落在某一个台阶上，先根据假设法判断物体所落的位置，再根据平抛运动的知识求出水平位移．
【解析】
（1）物体在斜面AB上下滑，机械能守恒：
．
（2）根据动能定理得：
=3m/s．
根据牛顿第二定律得：μmg=ma
则a=μg=0.3×10m/s2=3m/s2．
．
（3）不正确，因为滑块可能落到某一个台阶上．正确解法：
假定无台阶，滑块直接落在地上，
水平位移x′=vct′=1.2m，恰好等于3L（也就是恰好落在图中的D点），因此滑块会撞在台阶上．
当滑块下落高度为2h时，
水平位移x″=vct″=3×0.283m=0.85m，大于2L，所以也不会撞到①、②台阶上，而只能落在第③级台阶上．
则有：，
．
答：（1）滑块经过B点时的速度为．
（2）滑块从B点运动到C点所经历的时间t为0.155s．
（3）不正确，最终水平位移为1.04m．