题目

球在哪种斜坡滚下来滚得最远：与地面成30度角、与地面成45度角、还是与地面成60度角?为什么?

提问时间：2020-08-07

答案

设斜面上和水平面上的动摩擦系数都为μ,斜面高度为h,斜面角度θ,斜面斜长S=h/sinθ,斜面平距X1=h/tanθ
设水平段长度L,则水平段长度L1=L-h/tanθ
斜面摩擦力：f1=μmgcosθ
平面摩擦力：f2=μmg
根据能量守恒：
mgh=μmgcosθ*S+μmgL1=μmgcosθ*h/sinθ+μmg(L-h/tanθ)=μmgh/tanθ+μmgL-μmgh/tanθ=μmgL
L=h/μ
滚动总距离L只与高度和摩擦系数有关,与斜面角度无关,所以与地面成30度角、与地面成45度角、还是与地面成60度角滚动距离一样远.