Đáp án:
$\begin{align}
& 1> \\
& a){{v}_{max}}=10m/s \\
& b)v=8m/s \\
& 2> \\
& a){{v}_{max}}=30m/s \\
& b){{S}_{N}}=25m \\
& c){{v}_{K}}=24m/s \\
\end{align}$
Giải thích các bước giải:
Bài 1:
$m=1kg;BC=10m;\alpha ={{30}^{0}}$
a) độ cao của vật
$\sin \alpha =\dfrac{h}{BC}\Rightarrow h=10.\sin 30=5m$
Cơ năng của vật tại đỉnh:
$\text{W}={{\text{W}}_{tmax}}=m.g.h=1.10.5=50J$
Bảo toàn cơ năng tại chân dốc
$\begin{align}
& \text{W}={{\text{W}}_{dmax}} \\
& \Leftrightarrow 50=\dfrac{1}{2}.1.v_{max}^{2} \\
& \Rightarrow {{v}_{max}}=10m/s \\
\end{align}$
b) Lực ma sát:
$\begin{align}
& {{F}_{ms}}=\mu .N \\
& =\mu .P.cos\alpha \\
& =0,2.1.10.cos30 \\
& =\sqrt{3}N \\
\end{align}$
Cơ năng của vật:
$\begin{align}
& {{\text{W}}_{c}}-\text{W}={{A}_{ms}} \\
& \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}.m.{{v}^{2}}-50=-{{F}_{ms}}.BC \\
& \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}.1.{{v}^{2}}-50=-\sqrt{3}.10 \\
& \Rightarrow v=8m/s \\
\end{align}$
Bài 2:
$m=0,9kg;S=75m;h=45m$
Cơ năng tại đỉnh dốc
$\text{W}={{\text{W}}_{tmax}}=m.g.h=0,9.10.45=405J$
Bảo toàn cơ năng tại điểm M:
$\begin{align}
& \text{W}={{\text{W}}_{dmax}} \\
& \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}.m.v_{max}^{2}=405 \\
& \Leftrightarrow \dfrac{1}{2}.0,9.v_{max}^{2}=405 \\
& \Rightarrow {{v}_{max}}=30m/s \\
\end{align}$
b) Wd=2Wt
bảo toàn cơ năng:
$\begin{align}
& \text{W}={{\text{W}}_{d}}+{{\text{W}}_{t}} \\
& \text{W}=2{{W}_{t}}+{{\text{W}}_{t}}=3{{\text{W}}_{t}} \\
& \Leftrightarrow 405=3.0,9.10.{{h}_{N}} \\
& \Rightarrow {{h}_{N}}=15m \\
\end{align}$
Vị trí điểm N cách chân dốc:
$\begin{align}
& \sin \alpha =\dfrac{h}{S}=\dfrac{{{h}_{N}}}{{{S}_{N}}} \\
& \Rightarrow {{S}_{N}}=75.\dfrac{15}{45}=25m \\
\end{align}$
c) độ cao của vật tại M:
$\begin{align}
& \sin \alpha =\dfrac{h}{S}=\dfrac{{{h}_{M}}}{{{S}_{M}}} \\
& \Rightarrow {{h}_{M}}=45.\dfrac{27}{75}=16,2m \\
\end{align}$
Bảo toàn cơ năng:
$\begin{align}
& \text{W}={{\text{W}}_{d}}+{{\text{W}}_{t}} \\
& \Leftrightarrow 405=\dfrac{1}{2}.0,9.{{v}^{2}}+0,9.10.16,2 \\
& \Rightarrow v=24m/s \\
\end{align}$