(2010?海南模擬)一質(zhì)量為0.5kg的滑塊以6m/s的初速度沖上一傾角為30°足夠長(zhǎng)的斜面,某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測(cè)出了滑塊沖上斜面過程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,如圖所示為通過計(jì)算機(jī)繪制出的滑塊上滑過程的v-t圖.求:(g取10m/s.)
(1)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(結(jié)果可用根式表示)
(2)判斷滑塊最后能否返回斜面底端?若能返回,求出返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能:若不能返回,求出滑塊在斜面上滑行的最大位移.
分析:(1)根據(jù)位移時(shí)間關(guān)系圖象得到加速度,然后根據(jù)牛頓第二定律列方程求解出動(dòng)摩擦因素;
(2)比較滑動(dòng)摩擦力與重力的下滑分力的大小,判斷能否下滑;最大位移為出發(fā)點(diǎn)與最高點(diǎn)的距離.
解答:解:(1)由v-t圖象可知滑塊沿斜面向上做勻減速直線運(yùn)動(dòng),其加速度
大。a=
△v
△t
=
6
0.5
=12m/s2

滑塊受力如圖
由牛頓第二定律得
mgsinθ+μN(yùn)=ma
N-mgcosθ=0
解得:μ=
a-gsinθ
gcosθ
=
7
3
15

(2)滑塊在斜面上的靜摩擦力:
f=μN(yùn)=3.5N>mgsinθ=2.5N,故不能下滑.
S=
1
2
at2=1.5m

答:(1)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為
7
3
15
;
(2)滑塊最后不返回斜面底端,滑塊在斜面上滑行的最大位移為1.5m.
點(diǎn)評(píng):本題關(guān)鍵是先結(jié)合圖象得到運(yùn)動(dòng)規(guī)律,再結(jié)合牛頓第二定律列式判斷受力情況,簡(jiǎn)單題.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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