Question

【題目】一質(zhì)量m＝0.5 kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角θ=37°足夠長(zhǎng)的斜面，某同學(xué)利用傳感器測(cè)出了滑塊沖上斜面過(guò)程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度，并用計(jì)算機(jī)做出了小物塊上滑過(guò)程的v-t圖象，如圖所示.（最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取sin37°=0.6，cos37°=0.8，g="10" m/s2）求：

（1）滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

（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)的速度大小；若不能返回，求出滑塊停在什么位置.

Answer 1

【答案】（1）μ=0. 5（2）

【解析】

（1） 由圖象可知，滑塊的加速度a==m/s2="10" m/s2

滑塊沖上斜面過(guò)程中根據(jù)牛頓第二定律，有mgsinθ+μmgcosθ=ma

代入數(shù)據(jù)解得μ=0.5

（2） 滑塊速度減小到零時(shí)，重力的下滑分力大于最大靜摩擦力，能再下滑

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，滑塊向上運(yùn)動(dòng)的位移s=="5" m

滑塊下滑過(guò)程中根據(jù)牛頓第二定律，有mgsinθ-μmgcosθ=ma2，a2="2" m/s2

由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，滑塊返回底端的速度v==m/s

本題考查速度速度時(shí)間圖像和牛頓第二定律的應(yīng)用，由圖像的斜率可求得加速度大小，再由牛頓第二定律列式可求得動(dòng)摩擦因數(shù)大小，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)公式可求得上升的最大距離，下滑過(guò)程中由重力沿斜面向下的分力和滑動(dòng)摩擦力提供加速度，再由位移與速度的關(guān)系求得末速度大小