设滑块匀速运动的位移为x2,则x2=L-x1=3.5 m
则滑块匀速运动的时间为t2==0.35 s
所需时间为t=t1+t2=2.85 s.
(2)滑块能通过C点的临界条件是在C点轨道对滑块压力为0,则在C点由牛顿第二定律得mg=m
B点到C点由动能定理得-mg·2R=mvC2-mvB2
滑块通过B点的速度至少为vB=4 m/s
vB2=2ax
解得:x=10 m
滑块在A端与距A端6 m的范围内任何一个位置释放均可到达半圆轨道的最高点C处.
(3)若给滑块一水平向右的初速度v1 ,vB2-v12=2a·
解得:v1=4 m/s
所以v1≥4 m/s
若给滑块一水平向左的初速度v2,只需让滑块向左减速滑行的距离在2~8 m的范围即可
由运动学公式可得v22-0=2ax′,2≤x′≤8
解得4 m/s≤v2≤8 m/s,
所以当初速度方向水平向左时满足于4 m/s≤v2≤8 m/s.
变式2 (2018·甘肃省兰州一中模拟)如图5甲所示,倾角为37°足够长的传送带以4 m/s的速度顺时针转动,现将小物块以2 m/s的初速度沿斜面向下冲上传送带,小物块的速度随时间变化的关系如图乙所示,g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,试求:
图5
(1)小物块与传送带间的动摩擦因数为多大;