Question

如圖所示，固定在水平面上的斜面與水平面的連接處為一極小的光滑圓弧(物塊經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)不損失機(jī)械能)，斜面與地面是用同種材料制成的。斜面的最高點(diǎn)為P，P距離水平面的高度為h=5m。在P點(diǎn)先后由靜止釋放兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊A和B，A、B的質(zhì)量均為m=1kg，A與斜面及水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1=0.5，B與斜面及水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2=0.3。A物塊從P點(diǎn)由靜止釋放后沿斜面滑下，停在了水平面上的某處。

求：(1)A物塊停止運(yùn)動(dòng)的位置距離斜面的直角頂端O點(diǎn)的距離是多少?

(2)當(dāng)A物塊停止運(yùn)動(dòng)后準(zhǔn)備再釋放B物塊時(shí)發(fā)現(xiàn)它們可能會(huì)發(fā)生碰撞，為了避免AB碰撞，此時(shí)對A另外施加了一個(gè)水平向右的外力F，把A物體推到了安全的位置，之后再釋放B就避免了AB碰撞。求外力F至少要做多少功，可使AB不相撞?(g取10m/s2，此問結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

（1）設(shè)斜面傾角為θ，物塊所停位置到Q點(diǎn)距離為S。

        斜面長      ①

        摩擦力      ②

        依動(dòng)能定理     ③

        停位置到O點(diǎn)距離    ④

        由以上得      ⑤

        A物塊     ⑥

（2）若只釋放B后同理得     ⑦

            ⑧ 

     若不相碰應(yīng)將A至少向右推出，

     依動(dòng)能定理     ⑨

     當(dāng)=0時(shí)最小       ⑩

     故至少做功     ⑾

標(biāo)準(zhǔn)：③5分，⑤2分，⑥⑧⑩⑾各1分，⑨3分，共14分。