Question

【題目】頻閃照相是研究物理過程的重要手段，如圖所示是某同學(xué)研究一質(zhì)量為m=0.5kg的小滑塊從光滑水平面滑上粗糙斜面并向上滑動(dòng)時(shí)的頻閃照片．已知斜面足夠長，傾角為α=37°，閃光頻率為10Hz．經(jīng)測量換算獲得實(shí)景數(shù)據(jù)：sl=s2=40cm，s3=35cm，s4=25cm，s5=15cm．取g=l0m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8，設(shè)滑塊通過平面與斜面連接處時(shí)沒有能量損失．求：

（1）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，并說明滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后能否自行沿斜面下滑；
（2）滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功．

Answer 1

【答案】
（1）解；由題意可知，物塊在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，且設(shè)速度為v0，則

在斜面上物塊做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a，則

由公式有s4﹣s3=aT 2 解得a=﹣10m/s2

由牛頓第二定律有﹣mgsinα﹣μmgcosα=ma

聯(lián)立以上方程解得μ=0.5

因mgsinα＞μmgcosα，所以滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后能自行沿斜面下滑．

答：滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.5，滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)后能自行沿斜面下滑．

（2）解；設(shè)滑塊在斜面上能上滑的最大距離為sm，則對滑塊在斜面上上滑過程應(yīng)用動(dòng)能定理有

解得Sm=0.8m

故滑塊在斜面上上滑和下滑運(yùn)動(dòng)的全過程克服摩擦力所做的功為

W克f=2（μmgcosα） Sm=3.2J

答：滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做的功為3.2J．

【解析】（1）頻閃照相，相當(dāng)于打點(diǎn)兒計(jì)時(shí)器所打出的點(diǎn)。根據(jù)相鄰相等時(shí)間間隔位移之差恒定可以求出滑塊的加速度。再根據(jù)牛頓第二運(yùn)動(dòng)定律�？梢郧蟪鰟�(dòng)摩擦因數(shù)。
（2）滑塊在斜面上運(yùn)動(dòng)過程中摩擦力所做的功可以用動(dòng)能定理直接列式求解。
【考點(diǎn)精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度、位移、時(shí)間的關(guān)系的相關(guān)知識(shí)，掌握速度公式：V=V0+at；位移公式：s=v0t+1/2at2；速度位移公式：vt2-v02=2as；以上各式均為矢量式，應(yīng)用時(shí)應(yīng)規(guī)定正方向，然后把矢量化為代數(shù)量求解，通常選初速度方向?yàn)檎�方向，凡是跟正方向一致的取�?”值，跟正方向相反的取“-”值，以及對勻變速運(yùn)動(dòng)中的平均速度的理解，了解平均速度：V=V0+Vt．