Đáp án: A

Phương trình động lực học:

Chiếu (1) lên phương song song với mặt phẵng nghiêng (phương chuyển động), chiều dương hướng xuống (cùng chiều chuyển động), ta có:

Psina – F_ms = ma₁

Chiếu (1) lên phương vuông góc với mặt phẵng nghiêng (vuông góc với phương chuyển động), chiều dương hướng lên, ta có:

 N - Pcosa = 0

→ N = Pcosa = mgcosa

→ F_ms = m₁N = m₁mgcosa.

Gia tốc trên mặt phẵng nghiêng:

Vận tốc của vật tại B:

Gia tốc của vật trên mặt phẵng ngang:

Trên mặt phẵng ngang ta có:

theo định luật II niu tơn trên mặt phẳng nghiêng AB
\(\overrightarrow{F_{ms}}+\overrightarrow{N}+\overrightarrow{P}=m.\overrightarrow{a}\) (1)

chiếu (1) lên trục Ox phương song song với mặt phẳng nằm nghiêng chiều dương cùng chiều chuyển động

\(sin\alpha.P-\mu.N=m.a\) (2)
chiếu (1) lên trục Oy phương vuông gốc với mặt phẳng, chiều dương hướng lên trên

N=\(cos\alpha.P\) (3)

từ (2),(3)
\(\Rightarrow sin\alpha.g-\mu.g.cos\alpha=a\)

\(\Rightarrow a\approx4,1\)m/s²

vận tốc lúc vật tại B

\(v^2-v_0^2=2as_{AB}\Rightarrow v\approx2,875\)m/s

Chọn mốc thế năng tại mặt nằm ngang BC

Theo định luật bảo toàn năng lượng 

W A = W C + A m s

Mà  W A = m g . A H = m .10 = 10. m ( J ) ; W C = 0 ( J ) A m s = μ m g cos α . A B + μ m g . B C = 0 , 1. m .10. cos 30 0 . A H sin 30 0 + 0 , 1. m .10. B C ⇒ A m s = m . 3 . + m . B C ⇒ 10. m = 0 + m 3 + m . B C ⇒ B C = 8 , 268 ( m )

Ta có:

sin 30 = z s ⇒ z = s . sin 30 0 = 10. 1 2 = 5 ( m )  

Chọn mốc thế năng tại chân dốc. Theo định luật bảo toàn cơ năng

W A = W B ⇒ m g z = 1 2 m v 2 ⇒ v = 2 g z ⇒ v = 2.10.5 = 10 ( m / s )

Chọn mốc thế năng tại C (hình 95).

Cơ năng tại B:  W B = m g h B

Cơ năng tại M: 

Công của lực ma sát: 

Định luật bảo toàn năng lượng: 

a) Chọn mốc thế năng tại chân mặt phẳng nghiêng

Ta có: \(h=l.\sin\alpha=\dfrac{1}{2}.2=1\left(m\right)\)

Cơ năng tại A \(W_A=\dfrac{1}{2}mv_A^2+mgz_A=0+mgz_A=5\left(J\right)\)

Bỏ qua ma sát trên mặt phẳng nghiêng cơ năng của vật được bảo toàn: \(W_A=W_B=5\left(J\right)\)

b) Bảo toàn cơ năng: \(W_A=W_B\Leftrightarrow mgz_A=\dfrac{1}{2}mv_B^2\Leftrightarrow v_B=\sqrt{2gz_A}=2\sqrt{5}\left(m/s\right)\)

c) Ta có: \(-F_{ms}=ma\Rightarrow-\mu mg=ma\Rightarrow a=-1\left(m/s^2\right)\)

\(v_C^2-v_B^2=2aS\Rightarrow S=10\left(m\right)\) 

Chọn đáp án B